面向上肢康复的协作机器人设计与控制方法优化
机器人学
2025-08-12 v3
摘要
本文针对基于协作末端执行器解决方案的上肢康复机器人系统进行开发。商业协作机器人在此类任务中提供了显著优势，因为它们从工程角度优化设计，确保与人类的安全物理交互。然而，它们也存在明显缺点，如市场上可获得的尺寸范围有限以及标准控制模式主要面向工业或服务应用。为此，我们提出一种基于优化的设计方法，充分发挥协作机器人执行康复任务的能力。此外，我们引入一种基于粘性虚拟 Fixture 方法的新型控制架构，通过约束机器人沿指定路径的运动。该方法允许通过演示编程直观地定义要执行的任务，并使系统能够在被动和主动两种模式下运行。在被动模式下，系统在任务执行时提供额外力量支持患者；在主动模式下，系统通过制动力反向抵抗运动。实验结果表明，所提出的方法有效。
引用
@article{arxiv.2407.18661,
title = {Optimizing Design and Control Methods for Using Collaborative Robots in Upper-Limb Rehabilitation},
author = {Dario Onfiani and Marco Caramaschi and Luigi Biagiotti and Fabio Pini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.18661},
year = {2025}
}