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外骨骼機器人人體姿態(tài)解算算法研究
DOI:
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作者:
作者單位:

中國船舶重工集團公司第七一三研究所,中國船舶重工集團公司第七一三研究所,中國船舶重工集團公司第七一三研究所

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基金項目:


Study on the human posture algorithm of exoskeleton robot
Author:
Affiliation:

713 Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation,713 Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation,713 Research Institute of China Shipbuilding Industry Corporation

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    摘要:

    外骨骼機器人的人機協(xié)同控制因其自身特點(diǎn),具有較大難度。目前,虛擬力矩控制是一種較為常見(jiàn)的控制方式,但其基于物理特性以及運動(dòng)學(xué)參數預測人機作用力的原理決定了該方法必須依靠極其精確的慣性系參數預測才能實(shí)現(假設系統關(guān)節處無(wú)摩擦),大量的系統動(dòng)力學(xué)方程運算也給控制器帶來(lái)了較大負擔。針對該問(wèn)題提出了一種基于位置隨動(dòng)的控制算法,通過(guò)在人機接觸點(diǎn)直接引入激光流式間距傳感器測量人機(外骨骼)間距信息,結合外骨骼姿態(tài)信息計算由人體各關(guān)節角度構成的人體姿態(tài),作為外骨骼隨動(dòng)的目標值,進(jìn)而計算人體末端位置,最終解算出能達到同樣末端位置的外骨骼姿態(tài)。該方法具有運算量下、穩定性好、控制精度高等特點(diǎn)。

    Abstract:

    Virtual-force control is based on estimating human-machine forces through mass properties and kinematic parameters. A drawback of this method is that it relies on the accuracy of the inertial estimation, assumes a system with frictionless joints, and that the dynamic system equations require a large amount of computations. The introduction of laser flow spacing sensor between the human and the exoskeleton can solve some of these issues. This paper proposes a position servo control algorithm, by introducing the laser directly in the man-machine contact streaming man-machine information (exoskeleton) spacing distance sensor measurement, combined with the exoskeleton posture information calculated by the human body each joint Angle in the composition of the human body posture, as the target of exoskeletons follow-up, terminal position and then calculate the human body, calculated finally able to achieve the same position at the end of the exoskeleton. This method has the characteristics of high performance, stable stability and high control precision.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

王凱源,周力,楊建軍.外骨骼機器人人體姿態(tài)解算算法研究計算機測量與控制[J].,2018,26(5):201-205.

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歷史
  • 收稿日期:2017-09-13
  • 最后修改日期:2017-10-14
  • 錄用日期:2017-10-16
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2018-05-22
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