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[发明专利]在轨建造空间机器人桁架移动用末端执行器及其移动方法-CN202310996187.4在审
发明人： 赵京东;李云涛;徐梓淳;彭椿皓;庄雷;杨晓航;赵智远;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-08-08 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： B25J15/04 文献下载
摘要：在轨建造空间机器人桁架移动用末端执行器及其移动方法，属于空间机器人技术领域。夹爪机构与机器人机械臂连接，下端与桁架配合并通过阻尼机构锁紧固定。蠕动前行方法如下：机器人机械臂与末端执行器连接；两个末端执行器夹持桁架；后端末端执行器位置固定；前端末端执行器滑动至指定位置后固定；后端末端执行器释放并滑动至指定位置后固定。跨越障碍物方法如下：机器人机械臂与末端执行器连接；后端末端执行器夹持桁架并位置固定；前端末端执行器跨越障碍物后夹持桁架并位置固定；后端末端执行器与桁架分离后跨越障碍物并再次夹持桁架并位置固定。本发明提高了机器人在轨移动速度、适应能力、作业能力与效率。
建造空间机器人桁架移动末端执行及其方法

[发明专利]一种在轨装配任务用模块化大容差无性别机电接口-CN202310818259.6在审
发明人： 赵京东;陈冬旭;李云涛;赵亮亮;刘泽牧;徐梓淳;杨晓航;庄雷;田忠来;赵智远;赵军朋;王兆民;施纯源;王梓睿;张佳钰;顾轩;姜伟;李雪皑;柳强;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-07-05 - 公布日： 2023-09-12 - 主分类号： H01R13/629 文献下载
摘要：一种在轨装配任务用模块化大容差无性别机电接口，涉及一种机电快换接口。对接基体对接端边缘设置三个锥形插头和三个锥形插槽，对接基体对接端面中间设置三个安装孔和三根锁紧销，安装孔内固定帽杯，帽杯内底部通过复位弹簧支撑球笼，球笼顶部为中空的锥段并安装三个锁定钢球，球帽固定在帽杯内顶部，设置有与球笼顶部锥度相同的内锥面并罩设支撑在三个锁定钢球外侧，球帽与球笼均设置供锁紧销插装的中心孔，安装孔内侧壁固定线圈，动力接口柱销阵列和信号接口触点阵列分别集成在对接基体对接端面中心和边缘。结构简单无需配置锁紧电机及相应传动系统，锁紧和解锁快捷可靠、连接牢固、容差大、精度高、即插即用、无性别。
一种装配任务模块化大容差无性别机电接口

[发明专利]一种用于未来在轨建造任务的大容差无性别机电接口-CN202210395395.4有效
发明人： 赵京东;李云涛;刘泽牧;徐梓淳;赵亮亮;刘子毅;庄雷;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-04-14 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： H01R13/627 文献下载
摘要：一种用于未来在轨建造任务的大容差无性别机电接口，属于大型空间设施在轨建造技术领域。具有即插即用、轻质化、大容差、高强度、高精度、无性别等优点。每个所述大容差对接结构外端均安装有锁定结构，内端均安装有电气结构，所述两个大容差对接结构之间和两个电气结构之间相互对接设置，每个大容差对接结构均能够通过锁定结构与另一个大容差对接结构锁定连接或者相互脱离。本发明是一种面向未来大型空间设施在轨建造的即插即用接口技术，大型空间设施模块可通过标准化的连接，在轨建造成大型空间设施，未来的空间机械臂也可通过标准化接口组装成不同的构型，以适用于不同的在轨建造任务需求。
一种用于未来建造任务大容差无性别机电接口

[发明专利]基于多空间机器人系统的超大型太空望远镜在轨组装方法-CN202110919759.X有效
发明人： 赵京东;杨晓航;赵云鹏;杨国财;赵智远;赵亮亮;蒋再男;谢宗武;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2021-08-11 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：基于多空间机器人系统的超大型太空望远镜在轨组装方法，属于航天器在轨服务技术领域。本发明为了解决现有火箭运载能力不足以及大型空间设备维护的难度大，无法满足大型太空望远镜在轨建造与后续维护的问题。本发明将大型太空望远镜进行模块化设计，通过运载工具将望远镜组件分多次送入太空，利用七自由度空间机械臂与可再生多分支超冗余空间机器人组成的超冗余空间机器人在轨组装太空望远镜，该技术可以突破大型太空望远镜在轨建造难度大的难题，使在轨再造大型空间设备成为可能。提供了七自由度空间机械臂与可再生多分支超冗余空间机器人协同操作的方法，增强基于空间机器人的在轨装配系统的灵活性。
基于空间机器人系统超大型太空望远镜组装方法

[发明专利]一种用于可重构空间机械臂重构逆运动学的求解方法-CN202310321864.2在审
发明人： 赵京东;赵智远;杨晓航;田忠来;谢宗武;蒋再男;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2023-03-29 - 公布日： 2023-05-12 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：一种用于可重构空间机械臂重构逆运动学的求解方法，涉及一种机械臂逆运动学求解方法。建立机械臂的运动学模型，得到重构操作时的位置级正运动学方程，结合矩阵初等变换思想将主动旋转关节和被动平移关节分离，得到重构操作时的速度级正、逆运动学方程，根据速度级重构方法的特征简化重构操作时末端执行器的位置运动约束，采用单位四元数球面线性插值方法规划末端执行器的期望姿态轨迹，采用高阶多项式规划方法规划两个被动式伸缩臂杆的期望轨迹，基于速度级闭环反馈思想得到求解重构逆运动学的方法，求解得到重构逆运动学的解。有效增加了机械臂重构方案选择的灵活性，关节运动平顺，机械臂重构安全可靠。
一种用于可重构空间机械臂重构逆运动学求解方法

[发明专利]超大型太空望远镜模块化子镜拼接方案及标准化接口-CN202110919782.9有效
发明人： 赵京东;杨晓航;赵云鹏;杨国财;赵智远;赵亮亮;蒋再男;谢宗武;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2021-08-11 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G02B23/16 文献下载
摘要：超大型太空望远镜模块化子镜拼接方案及标准化接口，属于航天器在轨服务技术领域。本发明为了解决现有运载火箭推进能力差无法满足超大型太空望远镜主镜部光学元件运载需求的问题、太空望远镜子镜模块化设计问题以及大型空间设备标准化接口设计问题。本发明通过将超大口径太空望远镜设计成标准的模块化形式，利用运载火箭将模块一次或分多次送入预定位置，利用空间机械臂系统夹持模块进行在轨装配操作，并利用模块上的标准化接口进行最后的锁紧，可以彻底突破运载工具的限制。本发明合理的标准化接口设计可以确保系统具备一定的刚度、强度、可靠性和抗干扰能力，使得大型、超大型空间设备在轨建造成为可能。
超大型太空望远镜模块化拼接方案标准化接口

[发明专利]大型太空望远镜可分离模块化子镜结构与在轨更换方法-CN202110921153.X有效
发明人： 赵京东;杨晓航;杨国财;赵云鹏;赵智远;赵亮亮;蒋再男;谢宗武;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2021-08-11 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G02B23/16 文献下载
摘要：大型太空望远镜可分离模块化子镜结构与在轨更换方法，属于航天器在轨服务技术领域。用于解决大型太空望远镜在轨维护难度大、操作复杂、主镜部镜面精度难以保证的问题。子镜支撑体与子镜支撑体基座之间通过子镜支撑体锁紧机构达到锁紧的目的，子镜支撑体锁紧机构解锁，子镜支撑体与子镜支撑体基座脱离，可实现单独更换子镜镜面、主动光学调整机构和子镜支撑体的目的。本发明可延长大口径太空望远镜的使用寿命，降低我国空间设备运营成本，提升我国在轨服务能力；将模块化的大型太空望远镜主镜部分为镜面组件与子镜模块基座两部分，分别给出两种不同故障位置的应对策略，进一步提升在轨维护大口径太空望远镜的效率。
大型太空望远镜可分离模块化结构更换方法

[发明专利]空间多分支机器人地面试验平台及试验方法-CN202211293939.2有效
发明人：赵亮亮;刘子毅;赵京东;田忠来;李云涛;蒋再男;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-10-21 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种空间多分支机器人地面试验平台，所述地面试验平台包括空间多分支机器人、工业机器人系统A、六维力/力矩传感器A、工业机器人系统B、六维力/力矩传感器B、操作模块、空间设施功能模块、桁架、控制台、全局相机、天车等，上述设备中桁架、空间设施功能模块为可选项，可根据试验需求灵活组合，如桁架攀爬地面试验中，为获取更大的空间，可将空间设施功能模块暂时拆除，在空间设施功能模块装配地面试验中，再将空间设施功能模块重新安装，此外还可根据特定试验任务设计其他试验道具。该试验平台设备组成灵活多变，试验范围广，模拟精度高，模拟时长不受限制，模拟工作距离较长，模拟过程稳定，试验成本低。
空间分支机器人地面试验平台方法

[发明专利]基于多空间机器人系统的超大型太空望远镜在轨维护方法-CN202110921154.4有效
发明人： 赵京东;杨晓航;杨国财;赵云鹏;赵智远;赵亮亮;蒋再男;谢宗武;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2021-08-11 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：基于多空间机器人系统的超大型太空望远镜在轨维护方法，属于航天器在轨服务技术领域。本发明为了解决超大型太空望远镜在轨维护成本高、难度大的问题。本发明所述方法首先将超大型太空望远镜拆分为：主镜部、次镜部和挡光部，通过故障检测与分析明确故障发生位置，针对四种情况分别提出利用可伸缩空间机械臂与可再生多分支超冗余空间机器人组成的新型多空间机器人系统进行在轨维护的方案。该技术可以突破大型空间设备在轨维修难题，提升我国空间资产的使用寿命，降低空间设备运营成本。
基于空间机器人系统超大型太空望远镜维护方法

[发明专利]一种针对非合作翻滚目标的捕获清理系统及捕获清理方法-CN202210842401.6有效
发明人：李雪皑;孙奎;赵京东;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-07-18 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：一种针对非合作翻滚目标的捕获清理系统及捕获清理方法，属于航天器在轨服务技术领域。为了解决在面对不同形状尺寸的非合作的翻滚目标时，如何保证抓捕机构在对目标进行抓捕消旋时，还不会对服务卫星的姿态产生过大的扰动的问题。本发明包括地面控制单元、服务卫星、视觉引导单元、可折叠机械臂、力传感器、接触式消旋机构和可折叠软捕获机构；地面控制单元用于控制服务卫星；视觉引导单元安装到服务卫星的顶部，可折叠机械臂的一端安装到服务卫星的侧端面上，可折叠机械臂的另一端与力传感器的一端固接，力传感器的另一端与接触式消旋机构的一端固接，接触式消旋机构的另一端与可折叠软捕获机构的驱动端固接。本发明主要用于抓捕空间非合作目标。
一种针对合作翻滚目标捕获清理系统方法

[发明专利]一种可重复穿透和固定碎片的飞锚-CN201910667993.0有效
发明人： 赵京东;李强;王兆民;赵亮亮;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2019-07-23 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： B64G4/00 文献下载
摘要：一种可重复穿透和固定碎片的飞锚，它涉及一种空间碎片清除装置，它包括锚头、滑块、套筒、锚尾、转块和电机；锚头一端与套筒一端连接，套筒另一端与锚尾连接，滑块、转块和电机布置在套筒内，电机固定在套筒上，转块的一侧定位于锚头上并能相对锚头转动，转块的另一侧安装在电机的输出轴上；滑块一端滑动设置在锚头一端面上，滑块的另一端滑动设置于转块的另一侧面上，滑块上还设置有向外突的倒刺部，所述套筒一端开设有引导孔，滑块被转块驱动在锚头的径向上作滑动运动，倒刺部在该引导孔内被轴向限位而在径向上自由滑动。本发明控制简单，操作方便，控制飞锚的收缩和展开状态实现对多个空间碎片的穿透和固定。
一种重复穿透固定碎片

[发明专利]一种蒙辽农牧交错区退化草地恢复方法-CN202211232054.1在审
发明人：宋彦涛;乌云娜;李琳琳;赵京东;张凤杰;王晓光;霍光伟;方乘风;吕林有 -专利权人：大连民族大学
申请日： 2022-10-10 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： A01B79/02 文献下载
摘要：本发明属于退化草地生态系统恢复技术领域，公开了一种蒙辽农牧交错区退化草地恢复方法。本发明是为了解决蒙辽农牧交错区生态功能降低退化草地，如何进行恢复的技术问题。本发明的方法包括：一、根据需求进行围栏封育，二、植物生长季初期，雨季前施肥；三、生长季高峰期进行不同留茬高度收获。该方法成本低廉、利于退化草地资源持续利用、促进草地植被的补偿或超补偿生长、促进退化草地恢复，提高生态效益和经济效益。
一种农牧交错退化草地恢复方法

[发明专利]一种面向在轨操作的机器人末端执行器-CN202210471340.7有效
发明人：赵亮亮;赵京东;刘子毅;李云涛;蒋再男;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-04-28 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： B25J11/00 文献下载
摘要：一种面向在轨操作的机器人末端执行器，涉及一种末端执行器。基座底部固定安装座，内部同轴固定空间凸轮，空间凸轮侧壁加工三条轨道槽，包括一体连通的底端滚子收放槽、中间曲线导向槽及顶端倾斜滑移槽，内环套装在空间凸轮外部，内环内壁底部固定三个滑动滚子并分别伸入三条轨道槽内，内环外壁顶部设置四个凸缘一，外环套装在内环外部，外环内壁沿设置四条竖向滑槽，内环外壁底部设置四个滑块分别与四条竖向滑槽滑动配合，容差环固定在基座槽口顶部，容差环顶端设置四个插接凸块，顶部中间位置为尖端而两侧为竖直配合面，驱动机构驱动外环进行旋转。操作过程稳定，结构更加简化，有助于提高操作精度和控制整体质量。
一种面向操作机器人末端执行

[发明专利]一种用于空间大范围作业可再生机器人的机电快换接口-CN202210393978.3在审
发明人： 赵京东;李云涛;刘泽牧;徐梓淳;赵亮亮;刘子毅;庄雷;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2022-04-14 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： B25J15/04 文献下载
摘要：一种用于空间大范围作业可再生机器人的机电快换接口，属于空间在轨建造机器人技术领域。大程度提升了空间机器人的环境适应能力、硬件容错能力、大范围精准移动能力、功能多样性。该接口，包括对接机构、锁紧机构及电气模块；所述对接机构为分体式对接结构，对接机构的两分体通过锁紧机构锁定为一体或者分离为两部分，电气模块安装在对接机构上。本发明具有体积小、质量轻、大容差、高连接精度、高连接强度的优点，并且结构简单、功能可靠，大程度提升了空间机器人的环境适应能力、硬件容错能力、大范围精准移动能力、功能多样性。
一种用于空间范围作业再生机器人机电接口

[发明专利]一种可视化串联机械臂灵活性的运动能力图谱构建方法-CN202111074584.3有效
发明人： 赵京东;赵智远;杨国财;赵亮亮;杨晓航;蒋再男;谢宗武;刘宏 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2021-09-14 - 公布日： 2022-09-02 - 主分类号： B25J9/16 文献下载
摘要：一种可视化串联机械臂灵活性的运动能力图谱构建方法，涉及一种机械臂运动能力图谱构建方法。建立机械臂的正运动学模型得到正运动学方程；求解可达工作空间；采用球体对可达工作空间进行体素化处理，用球心坐标表示可达工作空间内离散点的位置信息；在球体的外表面均布离散点，建立球心坐标与球面离散点之间的坐标关系对末端执行器到达球心位置的姿态进行离散；判断球体球心位置处所有位姿的可达性并求解可达性概率，表示机械臂在该点的运动灵活性；将不同概率区间的球体可视化得到运动能力图谱。可以直观的检查和评价串联机械臂在可达工作空间内不同位置处的灵活运动能力，并且求解得到的灵活工作空间更准确。
一种可视化串联机械灵活性运动能力图谱构建方法

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