人机协作中并联机器人的安全碰撞与夹持反应
机器人学
2023-08-21 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
并联机器人(PRs)因其较小的运动质量而在安全人机协作方面具有潜力。由于采用并联运动链,在运动链处发生以碰撞和夹持形式接触的风险增加。本工作通过在真实平面并联机器人上实施多种接触反应来研究安全保障。基于本体感知信息与动力学模型估计外力,从而实现接触检测。沿估计作用力方向回缩可在实验中提供瞬时响应,将接触力限制在最大速度 0.4m/s 下不超过 70N。研究进一步将笛卡尔阻抗控制的刚度降低作为一种策略。对于夹持,训练并测试了一个前馈神经网络(FNN)以在不同关节角配置下分类发生的是碰撞还是夹持,准确率达 80%。第二个 FNN 对夹持运动链进行分类,以便随后将夹持关节角运动学投影到旋转平台坐标上。通过这种方式,在执行较柔和的回缩运动之外还进行了结构张开。在不同速度与控制器刚度下通过真实实验对这些反应策略进行比较以证明其有效性。结果表明,在所有碰撞与夹持实验中,并联机器人在不到 130ms 内终止了接触。
引用
@article{arxiv.2308.09656,
title = {Safe Collision and Clamping Reaction for Parallel Robots During Human-Robot Collaboration},
author = {Aran Mohammad and Moritz Schappler and Tim-Lukas Habich and Tobias Ortmaier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.09656},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication at IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots (IROS) 2023