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Concept of Operations and Preliminary Design of a Modular Multi-Arm Robot using Standard Interconnects for On-Orbit Large Assembly

Deremetz, Mathieu und Grunwald, Gerhard und Cavenago, Francesco und Roa Garzon, Máximo Alejandro und De Stefano, Marco und Mishra, Hrishik und Reiner, Matthias und Govindaraj, Shashank und But, Alexandru und Sanz Nieto, Irene und Gancet, Jeremi und Letier, Pierre und Ilzkovitz, Michel und Gerdes, Levin und Zwick, Martin (2021) Concept of Operations and Preliminary Design of a Modular Multi-Arm Robot using Standard Interconnects for On-Orbit Large Assembly. In: Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC. 72nd International Astronautical Congress (IAC), Dubai, United Arab Emirates. ISSN 0074-1795.

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Kurzfassung

The capability of assembling large structures in space is essential to meet the requirements of the future space exploitation and exploration missions. Whether for collecting solar power, or reflecting radio signals or light, dimensions matter. In fact, large structure are continuously increasing in size to bring increased scientific (or commercial) benefits. The studies conducted today foresee structures that will be too large to be launched into orbit as a single self-deploying piece that can be contained in standard launcher fairings. While few concepts exist to perform self-deployment of large structures in space, the approach taken here is based on standard modules that will be assembled in space by a robotic system launched along with the modules. Furthermore, it is assumed that the spacecraft structure and modules will be equipped with Standard Interconnects (SI) that will allow their mating to each other and to the robot system for manipulation/transport, as well as allowing the robot system to move across the structure. This paper introduces the concept of operations and preliminary flight model design of a novel modular multi- arm robot (MAR). The MAR is composed of three modules - a torso and two symmetrical 7-degree of freedom (DOF) anthropomorphic arms with non-spherical wrists - that are functionally independent and can be connected by the means of SIs to form the MAR. The torso is the main body of the robot. This mechanical hub can mate with three other modules (arms and/or payloads). The torso can also be attached directly to the spacecraft structure. It provides the required power, synchronizes and forwards high-level information to its connected modules and hosting spacecraft. The torso is equipped with exteroceptive sensors for monitoring purposes. The two 7-DOF manipulators are the limbs of the MAR: they serve as arms or legs depending on the desired configuration and are used to manipulate payloads or to relocate the robot. The MAR modular approach aims at reducing the burden of developing and launching a complex, large and monolithic robotic system by splitting it into a smaller number of more manageable components. By taking advantage of separating and recombining the manipulators in different configurations, this approach extends the range of possible operations and provides an intrinsic system redundancy that reduces overall mission risks. The MAR concept introduced in this paper is developed as part of the European Space Agency’s MIRROR project.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/147153/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Concept of Operations and Preliminary Design of a Modular Multi-Arm Robot using Standard Interconnects for On-Orbit Large Assembly
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Deremetz, MathieuSpace Applications ServicesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grunwald, GerhardGerhard.Grunwald (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9306-1616NICHT SPEZIFIZIERT
Cavenago, FrancescoLeonardo S.p.ANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roa Garzon, Máximo AlejandroMaximo.Roa (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-1708-4223NICHT SPEZIFIZIERT
De Stefano, Marcomarco.destefano (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3777-9487NICHT SPEZIFIZIERT
Mishra, Hrishikhrishik.mishra (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5025-2447NICHT SPEZIFIZIERT
Reiner, MatthiasMatthias.Reiner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Govindaraj, ShashankSpace Applications ServicesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
But, AlexandruSpace Applications ServicesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sanz Nieto, IreneSpace Applications ServicesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gancet, JeremiSpace Applications ServicesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Letier, PierreSpace Application ServicesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ilzkovitz, MichelSpace Application ServicesNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerdes, LevinEuropean Space Agency (ESA)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zwick, MartinEuropean Space Agency (ESA)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Dezember 2021
Erschienen in:Proceedings of the International Astronautical Congress, IAC
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
ISSN:0074-1795
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Space robotics, Relocatable robot, Modular robot, Mechanism Design of Manipulators, Standard Interconnects
Veranstaltungstitel:72nd International Astronautical Congress (IAC)
Veranstaltungsort:Dubai, United Arab Emirates
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - OOS: Virtuelle Realität [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: De Stefano, Marco
Hinterlegt am:10 Dez 2021 00:04
Letzte Änderung:24 Mär 2023 17:40

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