基于非线性子系统的自适应阻抗控制用于接触丰富任务中的物理人机环境交互
机器人学
2023-08-10 v2
摘要
触觉上肢外骨骼是在任务执行中辅助人类操作者同时能够渲染虚拟或远程环境的机器人。因此，除了在任务执行中表现良好外，此类机器人在物理人机环境交互中的稳定性必须得到保证。具有较宽的Z宽度（表示触觉显示器可被动渲染的阻抗区域）对于渲染广泛的虚拟环境也很重要。为解决这些问题，本研究设计了基于子系统的自适应阻抗控制，以实现7自由度触觉外骨骼的稳定人机环境交互。所提出的控制将整个系统分解为子系统，并在子系统层级设计控制器。通过采用虚拟稳定性概念，证明了在与虚拟环境接触及人体手臂力存在的情况下控制器的稳定性。此外，利用实验数据绘制了7自由度触觉外骨骼的Z宽度，并通过为虚拟环境改变虚拟质量元件进行了改善。最后，提供了实验结果以证明所提控制器在完成预定任务中的优异性能。
引用
@article{arxiv.2303.01397,
title = {Nonlinear Subsystem-based Adaptive Impedance Control of Physical Human-Robot-Environment Interaction in Contact-rich Tasks},
author = {Mahdi Hejrati and Jouni Mattila},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.01397},
year = {2023}
}
备注
This work has been accepted for publication by the IEEE Robotics and Automation Letters