本技术介绍了一种创新的绳索力控方法,专为适应时变配置而设计。该方法涵盖摩擦模型的构建与参数校准,以及实时参数计算和力控制。通过精确的摩擦模型参数辨识,获取辅助绳索鲍登系统和动力鲍登系统的参数,特别是辅助绳索鲍登系统的摩擦系数μ,以实现精确的力控制。
背景技术
绳索驱动系统是一种使用绳索和鲍登线管来传递扭矩的机械系统。一般来说绳索驱动系统由空心外护套和内绳索组成。由于轻重量、低惯性和良好的柔韧性。绳索驱动系统相对于基于传动轴或齿轮的其他解决方案,对可穿戴外骨骼机器人来说更具吸引力。但是近端力与远端力的非线性关系恶化了系统的控制性能。
为减少非线性效应,传输特性模型得到学者们大量研究。在控制方法方面研究可分为以下三类:前馈控制、反馈控制、结合前馈和反馈控制的复合控制。反馈控制使用力传感器或弹簧扭矩的变化以间接地完成反馈控制,但是末端传感器会限制绳索的位移,从而影响灵活性。将远端的力反馈信息与前馈结合是改进力控制的另一种方法末端执行器的性能。这种组合可以降低对前馈模型精度,但是复合控制需要在远端安装力传感器,这就限制了诸如手术机器人的末端装置的灵活性。考虑到控制的实用性和复杂性策略,前馈控制已被广泛研究。但是现有研究是基于固定位置的绳索系统建模,忽略了实际机器人运动会影响绳索系统形状的情况,因此时变配置的力控制是一个具有挑战的问题。
实现思路