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基于运动预测和阻抗控制的未知受限机构操作
  • ISSN号:1002-0446
  • 期刊名称:机器人
  • 时间:2011
  • 页码:563-569
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]上海交通大学系统控制与信息处理教育部重点实验室,上海200240, [2]哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室,哈尔滨黑龙江150001
  • 相关基金:国家863计划资助项目(2006AA040203); 国家自然科学基金资助项目(60775062 60934006); 机器人技术与系统国家重点实验室开放基金资助项目(SKLRS2009ZD02)
  • 相关项目:基于远程通信和传感器网络的多自主体系统的协调控制
中文摘要:

针对服务机械臂操作各种未知受限运动机构的需要,提出了一种基于运动预测和阻抗控制的控制方法,本方法采用试探-预测-修正的滚动操作策略,通过阻抗控制保证机械臂与未知受限机构交互的柔性.首先试探受限机构的运动能力,根据已有操作臂运动轨迹估计受限机构的运动模型,然后预测受限机构的运动方向,进而修正机械臂的运动轨迹,并根据交互作用强度动态调节运动速率.基于上述连续滚动调节,提高了机械臂对未知受限机构探作的安全性和效率.配置6维腕力/力矩传感器的6自由度辅助机械臂的开门实验,证明了所提方法的有效性.

英文摘要:

In order to meet the needs for assistive robot manipulators in operating various constrained mechanisms,a control method based on motion prediction and impedance control is proposed.A rolling manipulation strategy of exploration-prediction -adjustment is employed,through impedance control to provide compliant interaction between the assistive manipulator and unknown constrained mechanisms.Firstly,the motion capability of the constrained mechanism is explored to build its motion model according to the passed motion trajectory of the manipulator.Then,motion direction of the mechanism is predicted based on the motion model.Finally,the trajectory of manipulator is adjusted in alignment with the predicted direction, while the magnitude of the velocity is dynamically adjusted according to the interaction force.Based on this continuous rolling adjustment,safety and efficiency of a manipulator for operating unknown constrained mechanisms are enhanced.Experiments of autonomous door opening utilizing a 6DoF assistive manipulator with a six-dimensional force/torque sensor demonstrate the validity of the proposed method.

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期刊信息
  • 《机器人》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国自动化学会 中国科学院沈阳自动化研究所
  • 主编:王越超
  • 地址:沈阳市南塔街114号
  • 邮编:110016
  • 邮箱:jqr@sia.ac.cn
  • 电话:024-23970050
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-0446
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1137/TP
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊(2000年)
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:11997