面向富接触操作的物理一致刚度公式
机器人学
2025-03-11 v1
摘要
在阻抗控制机器人中确保对称的刚度，对于富接触操作中具有物理意义且稳定的交互至关重要。传统方法忽略了弯曲空间中基向量的变化，导致非对称的关节空间刚度矩阵，这违反了被动性和守恒原理。在本研究中，我们通过显式引入 Christoffel 符号，直接从任务空间刚度矩阵推导出了一种物理一致且对称的关节空间刚度公式。这一修正解决了刚度建模中长期存在的不一致性，确保了能量守恒和稳定性。我们在机器人系统上通过实验验证了我们的方法，证明忽略这些修正项会导致显著的刚度非对称误差。我们的研究结果将理论见解与实际控制应用联系起来，为稳定且可解释的机器人交互提供了一个稳健的框架。
引用
@article{arxiv.2503.06802,
title = {A Physically Consistent Stiffness Formulation for Contact-Rich Manipulation},
author = {Johannes Lachner and Moses C. Nah and Neville Hogan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.06802},
year = {2025}
}