第６卷第８期 ２０１１年８月 中国科技论文在线ＳＣＩＥＮＣＥＰＡＰＥＲ ＯＮＬＩＮＥ Ｖｏ１ ６ Ｎｏ ８ Ａｕｇ ２０１１
机器人灵巧手指基关节柔顺控制
姜 力，陈栋金
（哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室，哈尔滨１５００８０）
摘要：研究了基于混合位置／力矩控制策略的机器人灵巧手指基关节的柔顺控制方法。该基关节有２个自由度，运 动轴线垂直相交。在自由空间中和约束空间的位置控制方向上，采用具有鲁棒性平滑非线性反馈（ＳＲＮＦ）￣补偿器的ＰＤ 位置控制算法实现精确、平滑的轨迹跟踪；在约束空间的力控制上，采用改进的纯积分力控制算法实现精确的力控制。 该算法具有计算量小和精度高的特点。１）￣ＨＩＴ／ＤＬＲ灵巧手为对象进行了实验，结果验证了该控制方法的有效性。 关键词：机器人；柔顺控制；灵巧手指；关节；位置控制；力控制 中图分类号：ＴＰ２４１．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３—７１８０（２０１１）０８—０５４７—５
Ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｊ ｏｉｎｔ ｏｆ ｒｏｂｏｔ ｄｅｘｔｅｒｏｕｓ ｆｉｎｇｅｒｓ
Ｊｉａｎｇ Ｌｉ，Ｃｈｅｎ Ｄｏｎｇｊｉｎ （Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＲｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ，Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ １ ５００８０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ｉＳ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｊｏｉｎｔ ｏｆ ｒｏｂｏｔ ｄｅｘｔｅｒｏｕｓ ｆｉｎｇｅ￣．Ｔｈｅ ｂａｓｅ ｊｏｉｎｔ ｈａｓ ｔｗｏ
ｄｅｇｒｅｅｓ ｏｆｆｒｅｅｄｏｍ ａｎｄ ｔｗｏ ｍｏｔｉｏｎ ａｘｅｓ ｃｒｏｓｓ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｌｙ ａｔ ｏｎｅ ｐｏｉｎｔ．Ｉｎ ｔｈｅ ｆｒｅｅ ｓｐａｃｅ ａｎｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ—ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
第７期 ２０１３年７月 机械设计与制造
Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ Ｄｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ １９１
轮履复合机器人行走机构 的设计及运动学分析
司跃元 ｒ一，赵新华 ，侍才洪 ，张西正 ，陈炜 ，
（１．天津理工大学机械工程学院，天津３００３８４；２．军事医学科学院卫生装备研究所，天津３００１６１）
摘要：提出了一种新式轮履复合机器人的行走机构的设计方案。时机器人行走机构进行了结构设计，设计包括机器人 的轮履变体轮的设计及其传动系统的设计。轮履复合机器人在履带式移动和轮式移动之间的相互转变，使得机器人具有
在正常路面的高机动性以及在复杂路面的高通过性．同时，机器人还具有机构可重构、体积小等特点。最后，对机器人轮式
行走和履带方式行走特别是履带方式越沟壑、爬斜坡、上台阶作了运动学分析，为后续机器人的研究提供了理论基础。 关键词：行走机构；设计；传动系统；运动学 中图分类号：ＴＨ１６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１—３９９７（２０１３）０７—０１９１—０３
Ｗａｌｋｉｎｇ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｆ Ｗｈｅｅｌ－Ｔｒａｃｋｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｒｏｂｏｔ
ＳＩ Ｙｕｅ—ｙｕａｎ 一，ＺＨＡＯ Ｘｉｎ－ｈｕａ ，ＳＨＩ Ｃａｉ－ｈｏｎｇ２，ＺＨＡＮＧ Ｘｉ－ｚｈｅｎｇ２，ＣＨＥＮ Ｗｅｉ ＇
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００３８４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｍｉｌｉｔａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｋｉｎｄ ｏｆｄｅｓｉｇｎ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆｗａｌｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒ ｔｈｅ ｎｅｗ ｗｈｅｅｌ－ｔｒａｃｋｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｒｏｂｏｔ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 如ｓ ｏｆ ｗａｌｋｉｎｇ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｗｈｅｅｌ－ｔｒａｃｋ ｖａｒｉａｂｌｅ ｗｈｅｅｌ ａｎｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｏｂｏｔ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
技术应用Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ Ａｐｐｌ ｉｃａｔｉｏｎ
偿装置，通过在线测量位姿误差，对程序进行局部校
准，进一步提高编程精度。
，．总结及展望
本文介绍了ＲＣＭＭ系统及基于ＲＣＭＭ的工程应
用。机器人绝对精度较低，但却具有很高的重复定
位精度，这使得开发高精度的机器人测量系统成为
可能。目前，我们的工作表明，在机器人相对测量
系统中，机器人测量精度能够基本达到重复定位精
度（０．１ｍＦｌｌ左右）；在机器人测量和加工系统中，
由于测量和加工过程中引入的系统误差可以相互抵
消，机器人导航精度能够接近系统重复定位精度
（０．１ ５ｍｍ左右）；而在机器人绝对测量中，由于
系统误差的可重复性，理论上能够利用误差补偿实
现精确测量，但这种补偿需要根据测量对象的不同
进行不同方式的系统校准，我们在以后的工作中将
对其做进一步研发。另外，就实时导航焊接系统而
言，加强系统鲁棒性以及根据测量数据实时调整焊
接参数等是以后的工作重点。 参考文献
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Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ．ＰＰ．１６３０—１６３５． ［２］Ｃｈａｕｍｅｔｔｅ Ｆ ａｎｄ Ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎ Ｓ（２００６）Ｖｉｓｕａｌ ｓｅｒｖｏ ｃｏｎｔｒｏｌ Ｉ：Ｂａｓｉｃ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ．ＩＥＥＥ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｍａｇａｚｉｎｅ． １３（４）：８２ ９０．
［３］Ｃｈａｕｍｅｔｔｅ Ｆ ａｎｄ Ｈｕｔｃｈｉｎｓｏｎ Ｓ（２００６）Ｖｉｓｕａｌ ｓｅｒｇｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ＩＩ： Ａｄｖａｎｃｅｄ ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ．ＩＥＥＥ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｍａｇａｚｉｎｅ．
通用机器人常见故障及解决方法
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