绳索驱动式变刚度关节柔顺控制与力补偿方法研究

摘要：

机器人柔顺运动有助于提高机器人交互运动时的安全性与稳定性,越来越受到人们的重视.针对一种绳索驱动式具有主被动柔顺性的柔性机器人关节,提出一种适用于绳索驱动式变刚度关节的刚度与位置解耦控制方式,实现了关节位置控制的同时,又实现了关节柔顺性的统一.利用雅可比矩阵和模型间静力学关系,得到关节刚度模型,并通过优化方法对变刚度装置的力学模型和刚度模型构成的非线性方程组求解,实现变刚度关节刚度与位置的非线性解耦.在解耦控制基础上提出一种力矩观测方法,实现了关节力矩补偿,增强了关节位置控制能力;建立了绳索驱动式变刚度关节样机和控制系统,并通过仿真和实验分析的方式验证了所提柔顺控制方式的可行性和有效性.

关键词：变刚度关节、解耦控制、柔顺性、力矩补偿

所属期刊栏目：40

分类号：TH39;TP242(泵)

资助基金：辽宁省自然科学基金计划重点项目;国家留学基金

在线出版日期：2020-06-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：234-241