基于笛卡尔阻抗控制的人机协作机械臂性能约束

摘要

针对脑卒中患者在进行主动训练时可能出现运动困难、机械臂关节角变化过快等问题,提出一种机械臂运动性能约束算法,通过构造虚拟力来约束机器人的运动性能,以避免对患者的二次伤害,提高人机交互的友好性.根据可操作性值调整运动参数,构造虚拟结合力约束机器人的运动.首先介绍机器人系统的结构;然后确定描述机械臂运动性能的指标,对机械臂进行运动学分析,利用逆运动学解出在机械臂运动范围内最大的可操作性并将其利用在对可操作性的描述上,提出运动约束算法表达式;最后通过实验对算法的有效性进行证明.结果表明,该算法可以根据机械臂的运动性能构建虚拟约束力,对机械臂进行性能约束,使机器人保持较高的运动性能.