上肢外骨骼机器人的阻抗控制与关节试验研究

摘要：

外骨骼机器人穿戴于人体上,可以作为一种助力、增强或者交互的工具,应用于康复、遥操作等领域.针对上肢外骨骼机器人的人机交互控制问题,提出一种上肢外骨骼机器人的阻抗控制模型,并建立了一体化关节的动力学模型,详细设计了单关节的阻抗控制方法.基于外骨骼机器人在人机交互控制中的随动任务特性,设计了基于力的阻抗控制方法以及基于位置的阻抗控制方法.针对阻抗控制模型为二阶系统的特点,提出了阻抗控制参数优化分析的方法.建立了单关节阻抗控制的数值仿真模型,通过仿真试验分析了惯性参数、阻尼参数、刚度参数以及人机接触刚度对阻抗控制性能的影响.开展了单关节系统的阻抗控制硬件试验.试验结果表明单关节系统的触碰检测、重力补偿以及阻抗控制均可实现,并且操作者与关节系统可以实现协同运动.

关键词：上肢外骨骼、阻抗控制、遥操作、机器人、人机交互

所属期刊栏目：56

分类号：TP24(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点研发计划;中国载人航天工程预研项目;中央高校基本科研业务费专项

在线出版日期：2020-12-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：200-209