助行腿膝关节的串联弹性驱动器系统设计

作     者：盖玉先 刘伟颖 GAI Yu-xian;LIU Wei-ying

作者机构：哈尔滨工业大学威海山东威海264209 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2014年第9期

页      码：33-36,39页

摘      要：为了提高人机互动机器人的舒适性及安全性,设计了一种具有零阻抗的精确力控制驱动系统—串联弹性驱动器,作为助行腿膝关节的驱动系统。为了能够精确输出期望力矩,在电机与人体关节之间串联了扭簧,并通过控制弹簧变形量控制力矩输出。当期望输出力矩为零时,需要过对驱动系统的摩擦及惯性进行补偿,从而使电机与人体关节一起运动,不会造成人体运动时的阻碍。采用反馈及前馈控制方法精确控制系统输出力矩,此外,针对人机系统在互动过程中物理特性的时变性,设计了扰动观测器以增加系统的鲁棒稳定性性。最后通过MATLAB仿真验证了控制策略的有效性。

主 题 词：助行腿 串联弹性驱动器 力矩控制 扰动观测器 鲁棒稳定性 

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 08[工学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-3997.2014.09.010

馆 藏 号：203704974...