基于阻抗控制的人机协作范式研究及其机器人装配应用

2023年第30卷第11期

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《工程（英文）》 >> 2023年第30卷第11期 doi: 10.1016/j.eng.2022.08.022

基于阻抗控制的人机协作范式研究及其机器人装配应用

State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment and Technology, School of Mechanical Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

收稿日期： 2022-01-05 修回日期： 2022-04-15 录用日期： 2022-08-03 发布日期： 2023-03-30

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摘要

人-机器人协作由于人和机器人的优势互补而成为一个新兴的研究领域。本文提出了一种基于阻抗控制人机协作理论框架。在人机理论协框架下，人是决策者，机器人是执行者，装配任务提供环境约束。机器人是执行装配动作的主要执行者，具有位置控制、拖动控制、正阻抗控制和负阻抗控制等方式。为了揭示人机协作框架的特点，本文讨论了不同控制模式的切换条件图和人机协同耦合系统的稳定性分析。最后进行了人机协作装配实验，在装配公差为0.08 mm或配合过盈配合时，均可完成装配任务。实验表明，人机协同装配具有人与机器人的互补优势，能够有效地完成复杂的装配任务。

关键词

人机协作 ; 阻抗控制 ; 机器人装配

补充材料