面向软体机器人流体驱动器的串联弹性力控制

基于流体的软体驱动器是轻量且对人安全的机器人的一种有吸引力的选择。这些驱动器与流体压力力反馈相结合，在原理上是一种串联弹性驱动（SEA）形式，其中几乎所有驱动点（如电机/齿轮箱）摩擦均可被消除。纤维-弹性体软体驱动器具有独特的低摩擦和低迟滞机械特性，特别适合于基于内部压力力反馈的力控制，而非使用力/触觉传感的传统外部力反馈，因为不连续的（库仑）端点摩擦对内部流体压力不可观测。然而，通过基于模型的前馈项补偿端点平滑迟滞是可能的。我们报道了通过扰动观测器（DOB）的内部压力力反馈，以及针对由滚动膜片线性驱动器耦合直接驱动无刷电机驱动的2自由度轻量机器人夹爪的端点摩擦和非线性迟滞的基于模型前馈补偿，实现了50dB的主动低频端点阻抗范围（“Z宽度”）。