SafePR：基于接触检测与冗余解决的安全并行机器人统一方法
机器人学
2025-11-26 v3 系统与控制
系统与控制
摘要
快速且安全的运动对于物理交互式机器人的成功部署至关重要。并行机器人（PRs）由于其低移动质量，具备在相同能源限制下实现更高速度的潜力。然而，它们需要 contact detection 和 reaction 方法，以避免 singular 点和 self-collision。我们解决了这个问题，提出了 SafePR - 一种用于检测和 localisation 的统一方法，包括区分 collision 和 clamping 以执行对人类安全且对 PRs 可行的 reaction。我们的方法利用 encoder 和 motor current 提供的信息，通过 generalized-momentum observer 估计力量。神经网络和粒子滤�器 classify and localise contacts。我们引入了以冗余解决为基础的 reaction，以避免 self-collision 和 type-II singular 点。我们的方法在端执行器速度最高达 1.5 m/s 时检测并终止了 72 个真实世界的 collision 和 clamping contacts，每次在 25-275 ms 内完成。这些力量低于 ISO/TS 15066 的阈值。通过使用内置传感器，SafePR 实现了无需 new hardware components 的安全 interaction 即可与已组装好的 PRs 进行安全交互。
引用
@article{arxiv.2501.17773,
title = {SafePR: Unified Approach for Safe Parallel Robots by Contact Detection and Reaction with Redundancy Resolution},
author = {Aran Mohammad and Tim-Lukas Habich and Thomas Seel and Moritz Schappler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.17773},
year = {2025}
}