机械工程学报

作者：沈昌杰, 程敏, 孙博林, 徐兵

单位：1. 重庆大学高端装备机械传动全国重点实验室 重庆 400044;2. 浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室 杭州 310027

关键词：液压双臂,人机协作,协调运动控制,内力控制；

基金：国家自然科学基金(52322503,U21A20124); 重庆市自然科学基金(2024NSCQ-JQX0123)资助项目。

针对多自由度液压双臂与人协作完成重载搬运任务中因闭链耦合和液压系统的非线性特性等产生的内力调控不准确、人机交互不协调，提出一种面向人机协作重载搬运的液压双臂人机协调控制方法。首先，在分析人机协作下闭链系统的运动状态与物体内力映射关系的基础上，基于模块化动力学模型对液压机械臂中耦合刚体和液压系统进一步解耦，实现双臂闭链强耦合系统的精细化建模。然后，结合导纳控制的动态柔顺性和基于双臂接触力最小化的内力优化方法设计人机协调控制方法，以保留操作意图的前提下，避免物体因接触力作用过大而遭到破坏。最后，基于模块化动力学模型设计底层运动控制器作为双臂人机协调控制的基础。结果表明，人机协调控制下的液压双臂可根据操作意图实时调整物体轨迹，还实现了闭链系统内力在不同方向上的主动调节，其中在x轴和z轴上的内力误差分别降低44.28%～82.46%和44.81%～53.69%。

来源：2025年第15期

《机械工程学报》期刊编辑部

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