基于人机交互的重载机械臂控制方法

来源：机器人杂志2018年第4期北京时间：

作者：李连鹏, 解仑, 刘振宗, 郝兵, 刘大华, 胡同海

摘要：针对目前重载机械臂控制系统存在的人机交互性不足问题及重载带来的刚柔耦合问题，设计了一种基于动力学模型的人机交互闭环力!/!位控制算法，并依据该算法设计了7自由度重载机械臂控制系统.首先分析了国内外重载机械臂的工作特点和存在的问题，提出基于力!/!视觉反馈的人机交互方式来增强系统的人机交互性；然后为抑制刚柔耦合带来的控制问题，建立了重载机械臂刚柔耦合动力学模型，提出基于人机交互的重载机械臂力!/!位闭环控制算法.最后搭建重载机械臂控制系统，搭建的控制系统包括人机交互子系统、环境感知子系统、驱动子系统、信息处理子系统及通信子系统.在此基础上，进行重载机械臂控制系统作业试验.试验结果表明，该控制系统能够完成人机交互作业功能，相对于传统重载机械臂作业手段，有效提高了作业效率70%，保障了作业人员安全，验证了所提出控制系统的人机友好性、可行性和实用性.

关键词：重载机械臂, 人机交互, 力/视觉反馈, 动力学模型, 力/位闭环控制