具有柔性驱动关节的串并混联仿生机械臂
张秀丽1
孙国康2
周洪淼1
刘颖1
李伟1
1.北京交通大学 机械与电子控制工程学院,北京 1000442.小米科技有限责任公司,北京 100085
摘要：现有协作机器人多采用串联刚性结构,与人的共融性较差,限制了机器人的应用场景.为解决协作机器人在柔顺性和环境适应性上的不足,首先,基于人体手臂肌肉柔性并联驱动机理,设计一种6自由度串并混联机械臂SoftArm-6,由臂部3个串联自由度和腕部3个并联自由度组成,采用电机串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator,SEA)构成柔性驱动关节,通过建立机械臂的运动学模型,基于机构等效原理实现串并混联机械臂的位姿解耦.其次,基于Kinect人体运动捕捉的在线轨迹示教方法,针对驱动关节中SEA柔性环节带来的位置精度降低、易抖动等问题,设计基于虚位移原理的前馈重力补偿算法.最后,针对SoftArm-6样机设计轨迹跟随、示教抓取等实验.研究结果表明:SoftArm-6在轨迹跟随任务中的偏差小于1.5%,抓取成功率达98%,显著提升了操作精度和环境适应性.该设计为协作机器人在复杂、不确定环境中的应用提供了新的技术支持.
关键词：串并混联机构柔性关节运动控制重力补偿
分类号：TP242.6(自动化技术及设备)
论文发表日期：2024-12-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 154-161 )
英文信息