重载机械臂控制系统设计与研究

摘要：

当前重载机械臂控制中存在由于重载产生的刚柔耦合及人机交互性差等问题.对此,基于动力学模型设计了人机交互闭环力/位控制算法,并根据该算法对重载机械臂7自由度控制系统进行设计研究.首先在国内外重载机械臂工作特性及存在问题深入分析的基础上,为增强系统的人机交互特性,提出了基于力/视觉反馈的人机交互方式.其次为解决刚柔耦合产生的控制问题,建立了刚柔耦合动力学模型,提出了重载机械臂力/位闭环控制算法.最终建立了包括环境感知子系统、信息处理子系统、驱动子系统、通信子系统及人际交互子系统5部分的重载机械臂控制系统.在此基础上,对重载机械臂控制系统进行作业试验.由试验结果可知,该控制系统满足人机交互作业功能,较传统重载机械臂控制系统,作业效率提高了70％,作业人员的安全性得到了有效保障.此外该控制系统具有良好的适用性及人机交互友好性.

关键词：人机交互;重载机械臂;动力学模型;闭环控制;力/视觉反馈

分类号：TP241(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金"高品质空间并联指向机构非线性动力学与控制方法研究"51775475

在线出版日期：2021-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：55-61