一种基于可变阻抗控制的新型准直接驱动机器人手的开发

大多数机器人手和夹爪依赖带有大齿轮箱和力传感器的执行器来控制抓取力。然而，这可能不适合需要机器人与非结构化和未知环境进行交互的任务。本文引入一种新型准直接驱动双指机器人手，支持关节空间和笛卡尔空间的可变阻抗控制。该手具备四个自由度、可后驱动的微分齿轮传动系统和四个无刷直流电机（BLDC）。通过带有电流感测的场Orientation控制（FOC）控制电机扭矩。可变阻抗控制使机器人手能够在环境-机器人和人-机器人交互期间安全地执行灵巧操作。准直接驱动执行器无需复杂的触觉/力传感器或精确的运动规划即可处理环境接触。多数采用三维打印的组件构成该手臂，使其成本低、基于可购得的现成组件。实验验证表明，机器人手在干扰下能够实现稳定的力闭合和形闭合抓取，能够可靠地进行手部操作，尽管与环境接触也能进行安全的动态操作。