具有关节角位置反馈的绳驱动拟人臂机器人动力学和张力问题研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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具有关节角位置反馈的绳驱动拟人臂机器人动力学和张力问题研究

项目名称：具有关节角位置反馈的绳驱动拟人臂机器人动力学和张力问题研究
项目类别：面上项目
批准号：50875011
申请代码：E050702
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2009-01-01-2011-12-31

项目负责人：陈伟海
负责人职称：教授
依托单位：北京航空航天大学
批准年度：2008

中文摘要：

基于仿生学原理，综合分析和研究绳驱动拟人臂机器人在取得最佳拟人效果时动力学建模、绳索张力分配、刚度建模、运动学标定及运动控制问题。通过设计具有关节角度位置反馈的球关节机构，采用误差补偿和关节空间的闭环反馈控制来克服绳索变形带来的不利影响，以满足绳驱动机器人在实用中对定位精度的较高要求。提出集成式两步自标定算法完成了机器人运动学误差补偿，通过力/位混合控制实现了关节空间的闭环控制及张力控制。为着重研究动力学模型和绳索张力控制问题,提出了动态最小预紧力的实时解算公式。课题通过分析引起机构刚度变化的几大因素绳索的拉力、机构的位姿和绳索本身的刚度等，由张力分配算法实现了机构的变刚度控制。此外，通过运用基于模型和传感信息反馈的Backstepping分散自适应控制器设计方法，以机械臂动力学模型为基础，设计了非线性系统控制器，并开发了PC+PMAC的九轴运动控制系统。在以上研究的基础上，设计并研制了具有关节角度反馈的绳驱动拟人臂机器人样机，实验验证了理论的可行性及算法的有效性。在EI源的国内杂志和国际会议上发表论文25篇，申请了4项发明专利及1项实用新型专利（已授权3项）。

中文主题词：拟人机械臂；绳驱动；动力学；张力；分散自适应控制

结论摘要：

英文主题词humanoid manipulator, cable driving, dynamics, tension, decentralize adaptive control

成果综合统计