基于主从力反馈的同构主手设计与研究

作     者：陈铮 王晨麟 夏华磊 刘振武 张伟军 CHEN Zheng;WANG Chenlin;XIA Hualei;LIU Zhenwu;ZHANG Weijun

作者机构：上海交通大学机械与动力工程学院上海200240E-mail:zhangweijun@*** 国网徐州供电公司江苏徐州221000 

出 版 物：《机械设计与研究》 (Machine Design And Research)

年 卷 期：2024年第40卷第1期

页      面：63-68页

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 

主　　题：巡检机器人 同构主手 主从控制 力反馈 

摘      要：在变电站场景中,巡检机器人已经逐步取代人工巡检作业。但现有机器人存在遥操作效率低、无法很好地实现拟人化操作等问题,难以完成变电站巡检作业中急停、拉闸等接触性操作任务,亟需研发对变电站巡检具有高适应性的协同作业机器人。针对变电站巡检处置应用需求,开展了基于主从力反馈的巡检机器人遥操作技术研究,设计了一款串联型同构主手,结构上主从映射关系直接,控制上力反馈双向控制完整,实现了六自由度机械臂主从力反馈,便于进行精细化操作。开展主从力反馈技术研究,通过构建和简化动力学模型实现负载、摩擦力补偿,采用力直接反馈型双向控制策略。完成样机研制并进行了功能验证和精度测试实验,结果表明主手能够较好地完成巡检操作基本任务,力反馈误差小于7%,机械臂末端跟踪精度优于2 mm,验证了机械结构及控制系统的有效性。