本文關(guān)鍵詞：一種基于串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器的柔順機(jī)械臂設(shè)計(jì)

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【摘要】：為了應(yīng)對(duì)工作環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化以及人機(jī)交互的不確定性,設(shè)計(jì)了基于被動(dòng)柔順結(jié)構(gòu)和主動(dòng)柔順控制的柔順機(jī)械臂Soft Arm II.在關(guān)節(jié)電機(jī)和連桿之間加入串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器(SEA)傳動(dòng)模塊,SEA傳動(dòng)模塊由線彈簧周向均布構(gòu)成;建立了3DOF柔順機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)模型以及系統(tǒng)剛度模型,基于系統(tǒng)剛度模型提出工作空間典型位姿下關(guān)節(jié)剛度加權(quán)平均的SEA彈簧剛度確定方法;柔順機(jī)械臂采用位置PID(比例-微分-積分)控制,并通過監(jiān)控末端接觸力和關(guān)節(jié)力矩適時(shí)修改指令軌跡.在柔順機(jī)械臂Soft Arm II上執(zhí)行了自由空間中的圓形軌跡跟蹤、人機(jī)直線對(duì)推和碰撞模擬實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示,Soft Arm II在自由空間中具有較好的軌跡跟蹤性能,能夠?qū)崿F(xiàn)與操作者的柔順交互以及對(duì)碰撞的安全避讓.基于SEA的被動(dòng)柔順結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及基于末端力和關(guān)節(jié)力矩監(jiān)控的控制策略能夠滿足人機(jī)共存環(huán)境對(duì)機(jī)械臂柔順性及安全性的要求.
【作者單位】： 北京交通大學(xué)機(jī)械與電子控制工程學(xué)院;北京配天技術(shù)有限公司;
【關(guān)鍵詞】： 機(jī)械臂 協(xié)作機(jī)器人 柔順性 串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器 人機(jī)共存
【基金】：國家自然科學(xué)基金(50905012) 中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)(2015JBZ005)
【分類號(hào)】：TP241
【正文快照】： 1引言(Introduction)隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展,機(jī)器人與人協(xié)作的作業(yè)模式以及人機(jī)共存的應(yīng)用環(huán)境正在出現(xiàn).人機(jī)共存環(huán)境與傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人作業(yè)環(huán)境最大的不同是環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化以及人機(jī)交互操作的不確定性.傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人為了保證高速和高精度的性能,其機(jī)械本體一般以剛性結(jié)構(gòu)

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