基于腱索的高自由度拟人化手模型建模、估计与控制
机器人学
2026-01-29 v1
摘要
腱驱动的拟人化机器人手常缺乏直接的关节角度传感，由于关节编码器的集成可能损害机械紧凑性和灵活性。本文提出了一种计算方法，用于从测量的腱索位移和张力估计关节位置。首先引入基于达夫哈特伦德尔Convention的拟人化手的高效运动学建模框架。利用简化的腱索模型，推导了腱索状态与关节位置之间的非线性方程组，并通过非线性优化方法求解。估计得到的关节角随后用于通过基于雅可比比例-积分（PI）控制器增强的闭环控制，实现无需直接关节感知的姿态跟踪。在 MuJoCo 仿真环境中使用具有准确解剖学特征的生物机械手（每根长指五自由度，拇指六自由度）验证了所提估计和控制框架的有效性与局限性。
引用
@article{arxiv.2601.20682,
title = {Tendon-based modelling, estimation and control for a simulated high-DoF anthropomorphic hand model},
author = {Péter Polcz and Katalin Schäffer and Miklós Koller},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.20682},
year = {2026}
}