随着我国人口老龄化程度加剧,失能老人自主进食需求日益迫切.针对现有喂食机器人环境适应性不足与刚性结构安全隐患等问题,本文提出一种集成避障路径规划与柔顺控制的新型6自由度喂食机器人系统.采用双向快速拓展随机树(Bidirectional R...随着我国人口老龄化程度加剧,失能老人自主进食需求日益迫切.针对现有喂食机器人环境适应性不足与刚性结构安全隐患等问题,本文提出一种集成避障路径规划与柔顺控制的新型6自由度喂食机器人系统.采用双向快速拓展随机树(Bidirectional Rapidly-exploring Random Tree,Bi-RRT)算法生成避障路径,并结合D-H(Denavit-Hartenberg)参数完成机械臂运动学逆解计算.在控制层面,引入基于阻抗模型的柔顺控制策略,通过动力学仿真验证其在突加外力作用下的柔顺特性.样机实验表明:该机器人可有效地规避障碍物,并在受到外力时体现出柔顺性.固体与半流质食物喂食成功率均达100%,流质食物因末端执行器结构限制存在撒漏情况.本研究为提升喂食机器人安全性与环境适应性提供了算法框架与工程实践参考,后续可通过优化末端执行器设计进一步改善流质食物的喂食效果.展开更多
文摘随着我国人口老龄化程度加剧,失能老人自主进食需求日益迫切.针对现有喂食机器人环境适应性不足与刚性结构安全隐患等问题,本文提出一种集成避障路径规划与柔顺控制的新型6自由度喂食机器人系统.采用双向快速拓展随机树(Bidirectional Rapidly-exploring Random Tree,Bi-RRT)算法生成避障路径,并结合D-H(Denavit-Hartenberg)参数完成机械臂运动学逆解计算.在控制层面,引入基于阻抗模型的柔顺控制策略,通过动力学仿真验证其在突加外力作用下的柔顺特性.样机实验表明:该机器人可有效地规避障碍物,并在受到外力时体现出柔顺性.固体与半流质食物喂食成功率均达100%,流质食物因末端执行器结构限制存在撒漏情况.本研究为提升喂食机器人安全性与环境适应性提供了算法框架与工程实践参考,后续可通过优化末端执行器设计进一步改善流质食物的喂食效果.
