具备接触感知和串联弹性驱动的单关节放大外骨骼的建模和环路整形
摘要：通过感知到的人机交互和执行器力反馈，我们考虑了一类旨在通过外骨骼放大人类力量的设备。我们基于参考放大率定义了一个放大误差信号，并设计了一个线性反馈补偿器来减小这个误差。由于人类操作员是系统的重要组成部分，我们设计了补偿器能够对人类阻抗的实际变化和负载阻抗的大变化具有鲁棒性。我们通过将一自由度放大外骨骼连接到人的手臂上，在慢速或快速人体运动、轻负载或极重负载以及软或握紧的人体手臂阻抗之间进行三维实验来验证我们的策略。我们证明，稍微激进的控制器可以提供一个极限稳定的系统，但仅限于软的人体肌肉骨骼的行为和重负载。这类外骨骼系统很有趣，因为它可以放大人机交互力，只要人类通过外骨骼与环境接触，并在控制带宽内减小操作员对外骨骼反射动力学的感知。
作者：Binghan He, Gray C. Thomas, Nicholas Paine and Luis Sentis
论文ID：1809.10560
分类：Systems and Control
分类简称：cs.SY
提交时间：2019-11-20