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绳索驱动式变刚度关节柔顺控制与力补偿方法研究

论文摘要

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。

论文目录

  • 0 引 言
  • 1 关节机械结构
  • 2 关节刚度建模
  • 3 主动柔顺控制器设计与分析
  •   3.1 系统控制器设计
  •   3.2 系统仿真分析
  • 4 实验验证
  •   4.1 位置响应分析
  •   4.2 柔顺性分析
  •   4.3 外力补偿的实现
  • 5 结 论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 房立金,张明,孙凤,岡宏一

    关键词: 变刚度关节,解耦控制,柔顺性,力矩补偿

    来源: 仪器仪表学报 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 自动化技术

    单位: 东北大学机器人科学与工程学院,东北大学机械工程与自动化学院,沈阳工业大学机械工程学院,高知工科大学

    基金: 辽宁省自然科学基金计划重点项目(20180520007),国家留学基金(201806080131)项目资助

    分类号: TP242

    DOI: 10.19650/j.cnki.cjsi.J1904980

    页码: 234-241

    总页数: 8

    文件大小: 2361K

    下载量: 133

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/1051fbe252826c2e1fe70c68.html