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Dissertação

{en_GB=Design of free-flyer robots for in-space cooperative additive manufacturing} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A crescente necessidade de maiores activos no espaço, desde estações espaciais comerciais a exploração alêm da orbita da Terra, vão necessitar da capacidade de construção e montagem de grandes estrutras em micro-gravidade. Considerando o uso de robôs autonomos para realizar estas tarefas, esta tese propõe o desenho otimo de robôs para a manipulação móvel, com uma enfase em montagem e construção aditiva. Para tal, propomos uma arqutectura composta uma um manipulador paralelo com seis graus de liberdade ligado a um robô capaz de movimentos com seis graus de liberdade. A metodologia de desenho descopula o manipulador paralelo do corpo do robô: Para o manipulador paralelo, defenimos métricas do volume do espaço de trabalho e de exatidão. Usamos otimização multi-objectiva para determinar os parametros geométricos que melhor trocam as métricas definidas. Para o sistema de propulsão do robô, encontramos as geometricas que melhor maximizam o impulso e binário em todas as direcções, de modo a maximizar a manobrabilidade. A construção de um prototipo terreste é estudada e são realizados esforços para a sua realização., en=The growing need for larger assets in Space, ranging from commercial space stations to exploration beyond Earth orbit, will require the capability of manufacturing and assembling large structures in micro-gravity. Considering the use of autonomous space robots to perform these tasks, this thesis studies the optimal design of a free-flyer robot for mobile manipulation with an emphasis on assembly and additive manufacturing. We propose a robot architecture comprising a dexterous six Degrees of Freedom (DoF) parallel manipulator attached to a free-flyer robot body endowed with six DoF propulsion. The design methodology decouples the parallel manipulator from the robot body. For the parallel manipulator, we define performance metrics for workspace volume and accuracy. We employ multi-criteria optimization to determine the geometric parameters which best tradeoff defined metrics. For the robot body propulsion, we find which geometries result in maximum thrust and torque along all directions, in both force and torque space, thus maximizing maneuverability. The construction of a Ground based prototype is studied and efforts towards its realization were conducted.}
Keywords: {pt=Robotica Espacial, Montagem e manufactura em orbita, Manipulação móvel, Otimização multi-objectiva, en=Space robotics, In-orbit manufacturing and assembly, Mobile manipulation, Multi-objective optimization}

Discussão: novembro 18, 2021, 9:30