开题报告PPT肖才

绳驱动仿人机械臂的运动控制,汇报人：肖才指导老师：刘冠峰张涛,2018年12月28日,研究背景,社会人口的发展，人工智能技术的快速进步,老人陪护、餐厅送餐、场馆讲解、智能问答,绳驱动：惯性小、响应速度快、维护简单,执行机构,绳驱动控制难点,不能像刚性机器人那样仅靠运动学控制,性能优良的控制系统对绳驱动机器人的应用具有重要的意义,与环境的接触,服务机器人工作场景多为非结构化环境，并且因随工作任务不同，工作环境随空间转移，其工作环境刚度会发生改变。当机器人与环境发生接触时，需对周围环境感知。,期望受力实际受力=环境刚度位移偏差,关节力矩获取,绳索,绕线复杂,结构紧凑,体积大、重量大,价格昂贵,服务机器人国外研究现状,DAV,Altas,Albert-HUB,ASIMO,NAO,RollonsJustin,BIOLOIDGP,DRC-HUBO,服务机器人国内研究现状,汇童5代,Talos,双臂机器人,绳驱动主要控制方式,绳驱动的主要控制方式,开环控制加补偿器,半闭环控制,全闭环控制,位置补偿器,动力学补偿器,测量绳索位移,测量关节转角,基于关节转角,基于视觉伺服,精度为：1,精度为：1.5,有负载精度为：3,有负载精度为：5,精度为：2,精度为：250pixel,设计合理的控制器和控制算法，使系统稳定、响应迅速。,机械臂力/位控研究,机械臂力/位控制,机械臂主动力/位控制,机械臂被动力/位控制,可调节被动力/位控制,不可调节被动力/位控制,力/位混合控制,阻抗/导纳控制,研究现状总结,现今服务机器人机械臂大多仿照工业机械臂，驱动电机直接安装在关节处，动态性能较差，难以实现高逼真仿人类手臂动作。现今机械臂的关节力矩方法大多直接采用力传感器，但力传感器笨重且昂贵，难以安装在绳驱动机械手臂上。机械臂因执行不同工作任务，其工作环境会随空间发生改变，利用阻抗控制需对周围环境进行感知，结合阻抗/导纳使机械臂在不同环境刚度下保持较好的性能。,研究目标,基于ROS的绳驱动机械臂控制框架设计利用电流估计绳驱动机械臂关节力矩基于阻抗控制的绳驱动机械手臂与人交互策略绳驱动机械臂控制系统的软硬件设计与实验验证,本课题旨在设计一套高性能的绳驱动机械手臂控制系统，实现仿人机械手臂的实时控制、高速动态响应、高逼真的仿人类手臂动作及安全的人机交互。,研究内容,实时控制框架,分层设计控制框架，任务并行处理，机械臂运动的实时控制,阻抗控制框架,结合阻抗/导纳控制，不同环境刚度下保持良好的性能。,软件框架,软件框架设计思路,关节力矩,导出、保存数据,图形化反馈参数,避碰,交互,任务执行,拖动示教,控制界面,状态转换,关节角度,关节速度,关节角加速度,可视化仿真数据,关节角度,关节速度,机械臂,关节角度,关节速度,关节电流,末端位置,末端姿态,技术路线,预期创新点,拟提出一种基于卡尔曼滤波绳驱动仿人机械臂的简便估计关节摩擦力、末端接触力与接触力矩方法，估计机械臂关节力矩。拟提出一套仿人机械臂在不同刚度环境下具备良好运动学、动力学性能的算法，解决机械臂在工作任务改变随空间环境刚度变化不能准确建模带来性能不稳定的问题。,预期成果,1.发表EI论文12篇2.开发绳驱动