基于球形软体机械臂的快速可靠拾放应用

本文提出了一种学习控制方法的应用，用于实现基于球形软体机械臂的快速可靠拾放任务。该机械臂采用轻量化设计，并因所使用的软材料而表现出柔顺行为。其采用了一个软体连续关节，可在单一关节中同时控制一个平移自由度和两个旋转自由度。这使得我们能够在拾放应用中用附着的吸盘轴向接近并拾取物体。本文引入了一种基于压差和拮抗执行器配置的控制分配方法，实现了系统动力学的解耦，并简化了建模与控制。我们辨识了一个线性参数变化模型，该模型由所附负载质量和与关节刚度相关的参数参数化。提出了一种增益调度反馈控制器，在所考虑的激进调参和参数大范围变化下渐近稳定机械系统。该控制架构辅以迭代学习控制方案，能够精确跟踪激进轨迹，包括在0.3秒（无附着质量）至0.6秒（附着负载质量）内完成60度的设定点转移。所提出的建模与控制方法实现了拾放应用的可靠实现，并经由实验验证。