前言

空间站机器人不受人类生理条件限制，利用其辅助或代替航天员在恶劣空间环境下进行空间探测是空间站发展的必然选择，是欧美俄等航天大国的重点发展方向，也是我国未来空间站发展的重要战略领域。我国拟2020年前后建成空间站，目前空间站运行维护主要依赖航天员。然而50%的航天员在空间站会出现运动病症状，而且长期处于微重力环境中可能导致航天员出现多种生理、病理现象，从而严重危害航天员的身体健康。同时，空间强辐射及高速碎片等环境也会威胁航天员的生命安全。机器人宇航员具有与航天员类似的外形，可以在不改变空间站环境的情况下辅助或代替航天员完成多种任务，是美国、俄罗斯、欧盟和中国等航天强国的研究重点。因此，用机器人宇航员辅助甚至代替航天员进行空间站维护与值守具有重大意义。

大范围移动作业是制约机器人宇航员辅助或代替航天员进行空间站维护与值守的难题。空间站舱内空间狭小，很难安装专用装置 (如滑轨等) 实现机器人大范围移动，因此，机器人宇航员必须自身具有大范围移动的能力，才可能实现像航天员一样对空间站多种设备和仪器进行操作，实现空间站的少人化和无人化。然而，设计能够在空间站进行大范围维护作业的机器人十分困难。

作者大量分析和总结了空间站机器人领域内各类最新文献，并以自己的博士论文，以及国家自然基金、国家“863计划”、国家科技支撑计划等项目的研究成果为基础，提出了一种多臂空间站服务机器人，为实现机器人在空间大范围运动与作业提供了一种可能的解决方案。作者系统性整理了多臂空间站服务机器人的机构设计、运动学、动力学和移动作业控制等内容，著成此书。该书撰写过程中倪文成、魏博、莫洋、孙泽源、程凌博做了大量工作，同时得到了国家自然基金 (61733001、61573063、61873039、U1713215) 的资助，特此感谢。

由于作者水平有限，书中难免存在疏漏或者不当之处，恳请读者批评指正。

作者

2018年12月