基于简化模板实现四足机械臂阻抗渲染的全身控制器

四足机械臂在自主操作、遥操作或物理人机交互过程中处理外力时需要具备柔顺性。本文提出一种全身控制器，可实现笛卡尔阻抗控制，以协调机器人基座与机械臂的跟踪性能与期望柔顺性。该控制器通过二次规划（QP）优化问题公式化，在满足摩擦锥约束、单面力约束、关节与力矩限制的同时施加系统的期望行为。所提策略解耦了平台臂与基座，强制线性双质量弹簧阻尼系统行为，并允许独立调节其惯性、刚度和阻尼特性。该控制架构通过使用配备7自由度机械臂的90kg HyQ机器人进行广泛仿真研究验证。仿真结果显示了在机械臂末端执行器施加外力时的阻抗渲染性能。本文给出了全支撑工况（所有腿着地）的结果，并首次展示了动态步态中接触条件如何影响阻抗渲染。