多指灵巧手的位置/力矩控制

提出了一种新的多指手位置/力矩控制策略.该策略基于滑模位置控制和PD力矩控制分别实现自由空间中的轨迹跟踪和约束空间中的力矩跟踪,利用简单的系统观测器实现灵巧手在过渡过程中的控制模式切换.该策略具有很好的位置/力矩跟踪能力,并且可以保证过渡过程的稳定性.实验结果证明了该控制策略的有效性和可行性.     

仿人灵巧手关节的位置/力矩控制

为了使仿人灵巧手完成各种精细作业,提出了一种新的关节位置／力矩控制方法。在自由空间和约束空间中分别采用滑模位置控制和具有前馈的PD力矩控制,在过渡过程中使用系统观测器切换控制模式。这种方法可以使关节在自由空间和约束空间中分别实现良好的轨迹跟踪和力矩跟踪,在过渡过程中实现控制模式的可靠切换和系统的稳定过渡。实验证明了该方法的有效性。     

基于单片机的智能微型五维力/力矩传感器的研究

以研制的机器人多指灵巧手微型五维指尖力／力矩传感器为基础,基于单片机ＡＴ８９Ｃ５２设计了高性能的数据采集系统和数据处理系统,实现了与主计算机的ＲＳ４２２串行通讯,从而构成了一套完整的智能化的五维力／力矩测量系统。     

基于FPGA的仿人假手控制系统设计

为了满足生机电一体化仿人假手的控制需求,提出了基于FPGA的仿人假手电气控制系统设计方案。采用模块化设计思想,由FPGA构成的主控芯片模块便于功能拓展与二次开发;由DSP构成的手指运动控制模块、肌电信号采集模块、电刺激模块、USG接口模块和电池管理模块均可独立工作,与主控芯片模块间通过通用接口连接。系统集成度高,可完全放置于假手内部。应用该控制系统在HIT V代手上进行多指抓取实验,实验结果证明其工作效果良好。     

基于滑模位置控制的机器人灵巧手模糊自适应阻抗控制

提出一种基于滑模位置控制的模糊自适应阻抗控制策略。该控制方案通过模糊控制器实时地调整阻抗参数,不但可使系统稳定,而且具有良好的动态品质;同时内环的滑模位置控制器可增强系统的鲁棒性,最后以机器人灵巧手单关节为对象进行仿真研究,证明了该控制策略的有效性和可行性。     

基于关节力矩传感器的灵巧手指的阻抗控制

基于位置的阻抗控制以位置控制为基础,将它作为整个控制器的内环,附加的外环是阻抗力控制器,其控制效果的好坏取决于位置控制器的精确程度。将轨迹跟踪控制算法构建的位置控制器作为控制内环,同样阻抗参数下,增加了控制的稳定性和柔顺性,减小了超调和跟踪阶段的误差。并给出了基于H IT/DLR灵巧手手指基关节力矩传感器的阻抗控制的实验效果。     

基于关节力矩的柔性关节机器人的控制策略

由于关节柔性降低了系统的带宽并影响系统的鲁棒稳定性,因此,采用基于关节力矩负反馈的控制策略。通过减小电机端有效惯量的方法可以大大提高系统带宽并增强鲁棒稳定性;在机器人的控制上,采用一种基于全状态反馈的复合控制结构,证明了系统的稳定性,并在现有的机械臂上实现了位置和阻抗控制实验,验证了该控制策略的有效性和可行性。     

多自由度仿生假手嵌入式控制系统及其抓取策略

为一种能够实现5 指独立动作以及具备人机交互能力的多自由度仿生假手设计了手部嵌入式控制系 统．该系统由传感器系统和运动控制系统构成,集成于假手机体内部,通过通信总线与上层控制器交换信息．传感 器系统包括3 种类型,共12 个传感器,可为假手自主抓取以及人机交互中的感觉反馈提供数据,运动控制系统用于 控制、驱动各手指动作．此外,本文以基于位置的阻抗控制为底层,以动作预构形为上层设计了分层控制策略．实 验表明,该嵌入式控制系统和分层控制策略使假手实现了自主抓取功能,提高了抓取的柔顺性、稳定性和适应性．     

基于薄膜技术的微型六维力／力矩传感器

介绍了利用薄膜技术制作的微型六维力/力矩传感器.提出了在传感器弹性体铝合金基体上磁控溅射80Ni20Cr薄膜电阻应变计的加工工艺,说明了工艺的实现步骤.实验研究了几种常用的绝缘层材料,并采用Al2O3作为绝缘层材料.通过改进薄膜制作掩模纠正了绝缘层失效的问题.说明了引线键合实现传感器微型化及系统集成.并给出六维力传感器的主要静态精度指标.     

DLR/HIT II灵巧手控制系统及基关节同步控制

针对多传感器、多自由度机器人灵巧手,开发了基于DSP＆FPGA的多层控制系统.将手指驱动控制系统和传感器系统集成在手指内部,使得与人手尺寸和活动性相似的DLR/HIT II五指机器人灵巧手得以实现.对于手指基关节差分齿轮的运动协调问题,设计了包含速度和加速度前馈项、同步误差和位置误差反馈项以及平滑鲁棒非线性反馈补偿项的交叉耦合同步控制器,该控制器不需要精确的动力学模型.经与传统的非同步控制PD加摩擦力补偿控制和轨迹跟踪控制对比,实验验证了所设计的控制系统及交叉耦合同步控制器的有效性.