主从遥操作下双臂机器人的阻抗控制策略研究

在遥操作机器人系统中，从端机器人不仅需准确地跟随主端设备的运动，还需与外界环境保持合适接触力，以避免因接触力过大对机器人和环境造成破坏.由于遥操作机器人系统中主从端设备是分离的，要实现遥操作下柔顺接触是极具挑战的.为了提高遥操作机器人系统任务执行的安全性，本文结合运动映射提出一种主从遥操作下阻抗控制策略.首先，通过提出主从端运动映射策略，将主从端设备联系起来，并获得从端机器人运动的目标位姿.接着，为了实现机器人末端执行器与环境的柔顺接触，提出阻抗控制策略，建立机器人与外界环境之间的位置和接触力的动态响应关系.同时，引入虚拟排斥力，让从端机器人的双臂在可行的空间中运动，从而提高了机器人操作的柔顺性和安全性.设计了机器人拖拽和白板擦拭两个实验来验证方法有效性.实验结果表明，所提出方法可实现机器人在具有接触的任务中的柔顺操作，可提高操作的安全性.