机械工程学报

作者：王新庆, 王新, 石念岭, 陈兆芃

单位：1. 中国石油大学(华东)机电工程学院 青岛 2665802. 北京思灵机器人科技有限责任公司 北京 100089

关键词：机器人,柔性关节,期望动力学,力矩反馈,抖动抑制；

基金：山东省高端制造装备重大科技创新工程(2017CXGC0902)和教育部自主创新(18CX02088A)资助项目。

协作机器人具有灵活,安全特点,已广泛应用于自动化领域以及中小企业中。为了保证与人交互的安全性,协作机器人通常采用中空电机与中空减速器配合的设计方案,以降低关节转动惯量,从而获得良好的外力感知与控制能力,这种设计导致协作机器人的关节具有了柔性。针对具有柔性关节的轻量级协作机器人,设计了一种基于期望动力学的柔性关节控制器,提高柔性关节机器人的轨迹跟踪精度和抖动抑制能力。在具有谐波减速器和力矩传感器的柔性关节上,基于连杆侧位置反馈与关节力矩反馈实现了从经典的电机侧控制到连杆侧控制的转变,并借助储存函数建立李雅普诺夫函数证明了该控制器的无源性与渐近稳定性。最后,通过Simulink仿真与单关节实验平台的关节轨迹追踪实验验证了柔性关节控制器的性能,结果显示其与全状态反馈控制相比具有关节力矩波动小、抖动抑制快以及轨迹跟踪误差小等优点。

来源：2023年第3期

《机械工程学报》期刊编辑部

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