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基于柔性传感器的绳驱动连续体机器人反馈控制

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鉴于绳驱动连续体机器人独特的柔顺性使得其骨架变形难以通过传统的刚性传感器测量,另一方面,基于分段常曲率假设建立的运动学模型开环控制存在位置精度低的问题.本文以模块化设计的绳驱动连续体机器人为研究对象,利用了一种弹性磁电应变传感器并建立了多元回归模型实现机器人形状感知.通过一种运动空间映射方法实现了机器人柔性臂在三维空间内的闭环反馈控制.最终搭建了机器人样机平台并进行实验验证.结果有力地证明了基于柔性传感器的反馈控制方法的可行性和准确性.
Feedback control of cable-driven continuum robot based on flexible sensor
In view of unique flexibility of the cable-driven continuum robot makes its backbone deformation difficult to be measured by traditional rigid sensors,on the other hand,the kinematic model constructed based on piecewise constant curvature assumption has the problem of low position precision in open-loop control.The modular designed cable-driven continuum robot is used as research object,an elastic magnetoelectric strain sensor is used and multiple regression model is established to realize the robot shape perception.The closed-loop feedback control of robot flexible manipulator in 3D space is realized by a motion space mapping method.Finally,a robot prototype platform is built and verified by experiments.The results prove the feasibility and accuracy of the feedback control method based on flexible sensor.

cable-driven continuum robotflexible sensormotion space mappingfeedback control

钱书文、郑天江、沈雯钧、杨桂林

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中国科学院宁波材料技术与工程研究所,浙江宁波315201

中国科学院大学,北京100049

浙江省机器人与智能制造装备技术重点实验室,浙江宁波315201

绳驱动连续体机器人 柔性传感器 运动空间映射 反馈控制

国家自然科学基金国家自然科学基金-浙江两化融合联合基金宁波市重大专项(2025)宁波市科技创新2025重大专项浙江省重点研发计划中国科学院装备研制项目

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2024

10.13873/J.1000-9787(2024)08-0087-04

传感器与微系统
中国电子科技集团公司第四十九研究所

传感器与微系统

CSTPCD北大核心
影响因子：0.61
ISSN：1000-9787
年,卷(期)：2024.43(8)