基于动量观测器的机械臂碰撞检测与隔离

作     者：张淑珍 李金霞 杨凯 魏兴佳 南文虎 郑海霞 ZHANG Shu-zhen;LI Jin-xia;YANG Kai;WEI Xing-jia;NAN Wen-hu;ZHENG Hai-xia

作者机构：兰州理工大学机电工程学院甘肃兰州730050 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51765031) 甘肃省自然基金资助项目(18JR3RA135) 甘肃省科技计划资助项目(17JR5RA111) 

出 版 物：《机械设计》 (Journal of Machine Design)

年 卷 期：2021年第38卷第9期

页      码：65-70页

摘      要：机械臂在复杂空间规划运动过程中,难免与周围环境及工作人员发生碰撞,因此需要快速可靠地检测机械臂与外界发生的碰撞,并使机械臂做出安全的反应。文中建立了机械臂动力学模型,结合广义动量设计了一种力矩观测器,考虑动力学模型误差、速度引起噪声误差等设定了动态阈值,通过比较观测值与动态阈值,实现机械臂实时碰撞检测。利用观测值将由位置、速度跟踪的控制律改变为基于观测值的力矩控制律,进而隔离碰撞。以2自由度机械臂为例,采用ADAMS分析了其动力学并结合MATLAB对所设计动量观测器进行了仿真,与传统观测器观测值进行比较,验证了所设计的动量观测器可快速准确地检测碰撞。

主 题 词：机械臂 力矩观测器 动态阈值 碰撞检测与隔离 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.13841/j.cnki.jxsj.2021.09.010

馆 藏 号：203105125...