约束支撑下冗余机械臂的运动学建模与柔顺性调制
机器人学
2020-08-13 v1
摘要
出于被动安全性考虑，协作机器人理想情况下应采用低扭矩执行器。然而，某些应用要求这些协作机器人深入受限空间，同时协助人类操作员完成体力要求高的任务。本文考虑使用原位协作机器人(ISCRs)来平衡被动安全性所要求的低扭矩驱动与深入受限空间需求之间的冲突。我们将支撑的审慎使用视为解决这些冲突需求的一种可能方案，并提出了一种建模框架，该框架考虑了约束运动学以及支撑对末端执行器柔顺性的影响。随后我们定义了一种冗余解析框架，在最大化末端执行器灵活性的同时最小化其方向柔顺性。运动学仿真结果表明，该冗余解析策略在满足支撑任务所施加约束的同时，成功降低了柔顺性并改善了运动学条件数。该建模框架的应用可支持未来关于支撑位置选择的研究，并有助于构建ISCRs在支撑约束下协作控制的导纳控制框架。此类机器人未来可通过减轻导致肌肉骨骼损伤的生理负担而使工人受益。
引用
@article{arxiv.2008.05032,
title = {Kinematic Modeling and Compliance Modulation of Redundant Manipulators Under Bracing Constraints},
author = {Garrison L. H. Johnston and Andrew L. Orekhov and Nabil Simaan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05032},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication at the 2020 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)