绳驱动柔性上肢外骨骼机器人设计与控制

• 作者: 孙定阳 沈浩 肖晓晖 郭朝
• 来源期刊: 机器人
• 关键词: 上肢外骨骼机器人 肩关节机构 串联弹性驱动器 鲍登线驱动 阻抗控制
• 年，卷（期）: 2019,（6）
• 所属期刊栏目: 论文与报告
• 页码范围: 834-841
• 页数: 8页
• 分类号: TP242
• 语种: 中文
• DOI: 10.13973/j.cnki.robot.180750

摘要

为了提高上肢外骨骼机器人的拟人化程度及关节柔性,设计了一种由串联弹性驱动器和鲍登线驱动的4自由度柔性上肢外骨骼机器人.首先,设计一种六连杆双平行四边形机构,建立肩关节虚拟转动中心,满足人体肩部3自由度运动需求.然后,设计基于串联弹性驱动器和鲍登线的驱动模块,将驱动器和机器人关节分离,降低结构的复杂度,减轻关节质量,实现力矩/位置信息的反馈.最后,构建机器人运动学及动力学模型,设计关节阻抗控制器并对样机肘关节进行阻抗控制实验.由实验结果可知,刚度系数在0.5 N·m/(?)～1.5 N·m/(?)时,力矩跟踪均方根为0.33 N·m;阻尼系数在0.001 N·m·s/(?)～0.01 N·m·s/(?)时,力矩跟踪均方根为0.57 N·m.实验结果表明,调节阻抗控制器中的阻抗系数能够改变关节的刚度和阻尼特性,从而提高人机连接的柔顺性.因此该机器人可以满足康复训练需求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	肖晓晖	武汉大学动力与机械学院	49	553	11.0	23.0
2	沈浩	武汉大学动力与机械学院	6	16	2.0	4.0
3	郭朝	武汉大学动力与机械学院	2	0	0.0	0.0
4	孙定阳	武汉大学动力与机械学院	1	0	0.0	0.0