一種腱驅動機械手位置和腱張力的混合控制方法及控制裝置製造方法
2023-10-10 09:25:39 1
一種腱驅動機械手位置和腱張力的混合控制方法及控制裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種腱驅動機械手位置和腱張力的混合控制方法及控制裝置，方法包括：進行機械手自由空間中的關節角位置路徑規劃，由手指指尖當前位置和物體期望接觸點確定運動軌跡，設定期望關節角位置；由操作對象特性設定期望接觸力及腱張力閾值；將腱張力值與閾值比較，小於力閾值時機械手位於自由空間，比較期望角位置和實際測量關節角位置之間偏差，採用位置控制律得到位置補償量，把補償量輸入到腱驅動器進行控制；腱張力大於閾值時機械手位於約束空間，對規劃的關節力矩進行腱張力分配，比較期望腱張力和實際腱張力差別，根據兩者差值由張力控制器把力的誤差轉化為位置補償量，把該補償量與位置通道的位置補償量求和後輸入到腱驅動器進行控制。
【專利說明】一種腱驅動機械手位置和腱張力的混合控制方法及控制裝
【技術領域】
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[0001]本發明涉及一種腱驅動機械手位置和腱張力的混合控制方法及控制裝置，其屬於機器人控制領域。
【背景技術】
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[0002]機械手為模仿手、臂的特定功能的一種自動機械，因此泛指機械臂、末端執行器、靈巧手手指等多關節多連杆操作機構。腱驅動型機械手是利用腱繩進行傳動的機械手，允許驅動器放置於機械手結構體的外部，可以減小機械手體積和重量，從而提高了機械手的靈巧性，同時也在驅動器選型方面給機構設計者提供了更多靈活性。
[0003]由於腱只可以傳遞張力，因此為了獲得完全獨立的自由度控制，必須要保證驅動器的數量多於自由度的個數。有多種腱配置方式，在配置合理的情況下，N+1型腱能夠獨立控制N個D0F，同時保證腱具有正張力。該腱配置方式簡化了機構，但由於這種方式在減少腱繩數量的同時引入了關節位置和腱繩的耦合問題，因此控制器的設計非常複雜。在裝配應用中機械手需要與非結構環境物理接觸，因此機械手的力矩控制能力非常重要。研究者們提出多種控制策略來解決耦合腱驅動機械手的力矩控制問題。這些控制策略由張力分配算法和控制律兩部分組成。張力分配算法是確定一組腱張力的過程，目的是產生期望的一組關節力矩，同時解決驅動的冗餘問題。該冗餘可以生成張力的零空間，用來保證所有腱具有正張力。
[0004]目前已有的控制律根據是否使用腱張力反饋進行分類。無腱張力反饋的控制方法包括計算力矩法、其它能夠預測或估計系統參數的智能方法，這些方法對於能夠精確建模運動和力矩關係的系統是可行的，但機械手需要抓握或操作的是各種可能的物體，其接觸表面特性差別很大，因此這些方法只能獲得粗略的腱張力控制，經常產生更高的內張力，導致腱的磨損，增加摩擦力降低性能，因此這些方法難以實現精確的操作。採用張力反饋的腱空間控制器忽略腱的動力學，利用張力分配算法將期望的關節力矩轉換為期望的腱張力，然後為每根腱使用獨立的張力調節器。例如Salisbury和Craig在Stanford/JPL手上實現了腱空間控制律，Starr在Stanford/JPL手通過採用腱-導管間歇模型實現了類似算法，2N型P0STECH手和Utah/MIT手等靈巧手也採用了該算法。然而採用該種方式的控制器在手指動力學中引入了瞬態耦合，即某個關節的控制或擾動可能導致另一個關節的不期望的響應。
[0005]為了穩定可靠地抓握物體，腱驅動機械手的控制應能合理的調節關節的柔順性和力矩。相對於傳統的齒輪傳動，腱驅動的難點在於設計一個控制器使其能夠按照期望的位置運動同時保證腱的張力保持在期望的範圍之內。腱只能傳遞張力，而且有一定的延遲，以及機構對腱的摩擦以及腱的其它未建模動力學等因素也都影響著腱驅動機械手操作控制算法的設計。總的來說，現有的控制算法，仍不能完全滿足機械手靈巧操作和強力抓持操作的要求。
【發明內容】
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[0006]本發明的目的:針對腱驅動機械手，提供一種力和位置控制方法和設備，該方法能夠減小腱運動和關節運動之間耦合的影響，提高系統的動態特性和位置精度，減小從自由空間到約束空間的衝擊，有效的實現腱驅動機械手的操作控制，提高機械手的靈巧性。
[0007]本發明採用如下技術方案:一種腱驅動機械手位置和腱張力的混合控制方法，其包括如下步驟:
[0008]步驟1，由路徑規劃模塊進行機械手自由空間中的關節角位置路徑規劃，根據手指指尖當前位置和物體的期望接觸點確定從初始點到接觸點的運動軌跡，並且設定期望關節角位置；根據操作對象特性設定期望接觸力，並且設置腱張力閾值；
[0009]步驟2，根據腱張力傳感器測量得到的腱張力值與腱張力閾值比較確定靈巧手和物體之間的接觸狀態，若腱張力值小於腱張力閾值說明機械手位於自由空間，此時由位置比較模塊比較期望關節角位置和實際測量關節角位置之間的偏差，並且由位置解算模塊解算為腱的長度偏差，由一個位置控制模塊通過合適的控制律得到腱位置偏差，把該偏差指令輸送給鍵驅動器進行控制；
[0010]步驟3，若腱張力值大於閾值說明機械手位於約束空間，此時首先由接觸力到關節力矩轉換模塊通過力雅可比矩陣把期望的接觸力轉換為關節力矩；進一步由腱張力分配模塊轉換為腱空間的力，同時進行腱張力分配；然後由腱張力比較器比較期望腱張力和實際腱張力的差別，根據這個偏差由張力控制模塊基於合適的控制律把張力的偏差轉化為位置的偏差，把該偏差與位置控制通道的位置偏差求和後輸送給驅動器進行控制。
[0011]本發明還採用如下技術方案:一種腱驅動機械手位置和腱張力的混合控制裝置，其包括控制器、與控制器相連的腱驅動器、與腱驅動器相連的腱繩、安裝於腱繩上的腱張力傳感器、腱驅動機械手單指機構及關節角位置傳感器，所述腱張力傳感器和關節角位置傳感器與控制器相連進而將採集的信息發送給控制器，所述控制器發送控制指令給腱驅動器，所述控制器包括路徑規劃模塊、期望接觸力模塊、位置解算模塊、位置控制模塊、位置比較模塊、接觸力到關節力矩轉換模塊、腱張力分配模塊及張力控制模塊，路徑規劃模塊輸入手指指尖當前位置和物體的期望接觸點，路徑規劃模塊輸出期望關節角位置到位置比較模塊和腱張力分配模塊，位置比較模塊的另一個輸入為實際測量關節角位置，位置比較模塊輸出位置偏差到位置結算模塊，位置解算模塊輸出到位置控制模塊，期望接觸力輸入到接觸力到關節力矩轉換模塊，轉換結果輸出到轉換腱張力分配模塊，腱張力模塊輸出的結果和腱張力傳感器測量的結果進行比較，結果輸出到張力控制模塊，張力控制的輸出和位置控制的輸出求和然後輸出到腱驅動控制器，控制機構動作。
[0012]所述腱驅動機械手單指機構包括側擺關節、基關節、中關節、連杆機構、基座、近指節、中指節及遠指節，所述基座與近指節通過基關節轉動連接，近指節與中指節通過中關節轉動連接，遠指節通過連杆機構與中指節耦合，所述腱繩的另一端依次穿過基座、近指節、中指節、遠指節並與遠指節固接，所述腱張力傳感器位於鍵繩上的鍵驅動器和腱驅動機械手單指機構中間的位置上，所述關節角位置傳感器固定在側擺關節、基關節及中關節上。
[0013]本發明具有如下有益效果:本發明設計了一種基於腱張力反饋的腱驅動機械手操作控制的方法，該方法可有效減輕機械手接觸物體時的衝擊，並且能夠實現穩定的抓取。該方法可進一步應用於以腱為傳動方式的多關節機械臂、靈巧手單指等多關節多連杆機構中，因此該實現方法具有廣闊的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
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[0014]圖1為膜驅動機械手單指系統組成圖。
[0015]圖2為腱驅動機械手單指位置和腱張力混合控制框圖。
[0016]圖3為腱繩運動狀態簡化圖。
[0017]其中:
[0018]1-控制器；2_腱驅動器；3_腱繩；4_腱張力傳感器；5_腱驅動機械手單指機構；
6-關節角位置傳感器；11_側擺關節；12_基關節；13_中關節；14_連杆機構；15_基座；16-近指節；17_中指節；18_遠指節。
【具體實施方式】
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[0019]機械手泛指機械臂、末端執行器、靈巧手手指等多關節多連杆操作機構，這兒主要採用了基於腱驅動的靈巧手單手指的柔順控制為例結合【專利附圖】
【附圖說明】腱驅動機械手位置和腱張力的混合控制裝置及其控制方法的具體實施方法。但並不因此將本發明限制在實施範圍之內。
[0020]如圖1所示，腱驅動機械手單指系統主要由控制器1、與控制器I相連的腱驅動器
2、與腱驅動器2相連的腱繩3、安裝於腱繩3上的腱張力傳感器4、腱驅動機械手單指機構5及關節角位置傳感器6組成。其中腱驅動機械手單指機構5包括側擺關節11、基關節12、中關節13、連杆機構14、基座15、近指節16、中指節17及遠指節18。其中基座15與近指節16通過基關節12轉動連接，近指節16與中指節17通過中關節13轉動連接，遠指節18通過連杆機構14與中指節17耦合。其通過採用「N+1 」型腱配置方式，具有3個獨立自由度，其主要實現繞側擺關節11、基關節12和中關節13的旋轉運動。其中腱繩3共包括有四根，且腱繩3的另一端均依次穿過基座15、近指節16、中指節17、遠指節18並與遠指節18固接。在每一根鍵繩3上位於鍵驅動器2和腱驅動機械手單指機構5中間的位置上均裝有腱張力傳感器4，其中關節角位置傳感器6固定在側擺關節11、基關節12及中關節13上。腱張力傳感器4和關節角位置傳感器6與控制器I相連進而將採集的信息發送給控制器1，控制器I發送控制指令給腱驅動器2。
[0021]如圖2所示，腱驅動機械手單指系統的控制器I包括路徑規劃模塊、期望接觸力模塊、位置解算模塊、位置控制模塊、位置比較模塊、接觸力到關節力矩轉換模塊、腱張力分配模塊、張力控制模塊。其中控制器接收來自關節角位置傳感器、腱張力傳感器的信息和期望的位置和接觸力信息，然後控制器各模塊按照後面所提步驟的調度運行，通過操作處理把位置控制模塊和張力控制模塊的輸出求和後作為腱位置偏差輸入到腱驅動器。腱驅動器包括無刷直流電機和把旋轉運動轉換為直線運動的滾珠絲槓、螺母等組件，根據控制器輸入的位置偏差驅動腱繩拉伸，導致腱驅動機械手單指機構相應運動，實現所需的位置和力的調整。
[0022]圖2控制器中路徑規劃模塊為機械手單指的運動提供期望關節角位置Θ d ;位置解算模塊實現關節空間到腱空間的轉換運算；位置控制模塊對機械手單指的腱位置進行修正，輸出量ΛX作為腱端的位置偏差輸入到腱驅動器中；腱驅動器有4個輸入端，為位置控制器輸出的腱端位置偏差量V，控制器的輸入量為4個關節角位置傳感器給出的角位移量0)3和腱張力傳感器張力值fb。對於當前的腱驅動機械手單指系統，變量9d、0b、0r> 0e都是二維的列向量，fb> fd> Δ X都是四維的列向量。
[0023]因為腱只能傳遞張力，因此單獨的位置控制很難保證腱張力時刻大於0，而且腱本身有一定的柔韌性，對力的傳遞有遲滯性。控制器在初始時刻時，給腱繩施加力A ^ fmin(其中4為4根腱的張力，fmin主要為保證腱在初始時刻具有預張緊。)保證腱在初始時刻具有預張緊，這時腱可以等效為剛體。控制器各模塊按照如下具體步驟運行。
[0024]步驟1，由路徑規劃模塊進行機械手單指自由空間中的關節角位置路徑規劃，根據手指指尖當前位置和物體的期望接觸點確定從初始點到接觸點的運動軌跡，並且設定期望關節角位置；根據操作對象特性設定期望接觸力，並且設定腱張力閾值。
[0025]步驟2，根據腱張力傳感器測量得到的腱張力值與腱張力閾值比較確定靈巧手和物體之間的接觸狀態，若腱張力值小於力閾值說明機械手位於自由空間，此時由位置比較模塊比較期望關節角位置和實際測量關節角位置之間的偏差，並且由位置解算模塊解算為腱的長度偏差，由一個位置控制模塊通過合適的控制得到腱位置偏差，把該偏差指令輸送給鍵驅動器進行控制；
[0026]步驟3，若腱張力值大於閾值說明機械手位於約束空間，此時首先由接觸力到關節力矩轉換模塊通過力雅可比矩陣把期望的接觸力轉換為關節力矩；進一步由腱張力分配模塊轉換為腱空間的力，同時進行腱張力分配；然後由腱張力比較器比較期望腱張力和實際腱張力的差別，根據這個偏差由張力控制模塊基於合適的控制律把張力的偏差轉化為位置的偏差，把該偏差與位置控制通道的位置偏差求和後輸送給驅動器進行控制。
[0027]控制器各模塊的實現如下:
[0028]I)路徑規劃模塊
[0029]機械手手指運動路徑規劃是指根據手指指尖當前位置和物體的期望接觸點確定從初始點到接觸點的運動軌跡。目前路徑規劃主要分為:笛卡爾空間的路徑規劃和關節空間的路徑規劃。對於多關節的手指，指尖的笛卡爾空間運動軌跡很難用時間的變量表示，並且計算比較複雜。相比而言，在關節空間，除了耦合關節外，其他的關節的角位移都是相對獨立的，可以分別進行路徑規劃，規劃的方程相對簡單而且計算量小、實時性好，所以這裡採用了關節空間的路徑規劃。機械手自由空間中的關節角位置路徑規劃可採用一般多關節機械臂的關節角位置路徑規劃類似的方法進行，如拋物線過渡的線性插值方法、三次多項式路徑規劃、加加速度有界路徑規劃等等。
[0030]為了使靈巧手手指能夠順利的到達目的位置，要求規劃路徑的導數，即速度，有一個增加、不變、遞減的過程。本實施方案採用拋物線過渡的線性插值方法，該方法具有運動特性好，易於實現等優點。規劃的方程為:
θΜ+-α?-\ 0<i<ih
2
[0031]θ?{?)=< 0db+atb{t-tb\ tb<t<tf-tb⑴
I ，
^dj -t)", tf —tb <t <tf
[0032]式中Θ d(l是關節的初始角位移，Θ df是關節最後到達的期望角位移，tf是到達期望位置的時間，a是加速度。在實際中，先估計待抓物體的笛卡爾位置，然後通過逆運動學解出各關節所要到達的角位移，最後根據式(I)對手指各關節進行路徑規劃。
[0033]2)位置解算模塊
[0034]位置解算模塊的輸入量為:
[0035]Θ e = Θ d- Θ b(2)
[0036]其中表規劃的期望關節角位置，關節角位置傳感器反饋的關節角位置。
[0037]因該靈巧手採用「N+1 」型腱驅動，其位置控制有別於傳統的齒輪傳動結構，4根腱的位置對應3個獨立關節，本實施方案採用幾何建模的方法實現關節角位置到腱位置的解算，即在各關節處對腱的運動路徑做幾何簡化，得到每根腱的位置與關節角位置的關係。
[0038]對於如圖3所示的連杆由虛線位置轉到實線位置，關節轉動Λ Θ角，腱繩Χ3由虛線位置運動到實線位置，關節處對應的腱繩長度由I1變為I2，根據餘弦定理可知:
I1 - +/;'1 -2/,/; cos(a + 句
[0039]\ 1-
/]=七2+r22-2WOS ⑷⑴
[0040]則Δ X3 = Δ I = I2-11O
[0041]其它三根腱採用同樣的方法，這樣就得到了關節角位置到四根腱的位置的轉換方程。
[0042]3)位置控制模塊
[0043]位置控制模塊主要是通過設計合適的控制器以滿足待定的位置精度要求。控制器可以採用不同的控制算法(如滑模變結構、PID、神經網絡、模糊以及它們的組合算法等)構建。其中，PID控制具有原理簡單、易於實現，魯棒性強和適應範圍廣等特點，是一種應用廣泛的控制規律。
[0044]得到腱位移的ΛΧ(Λ Θ )後，為了改善位置控制的調節時間，增加系統阻尼，減少超調量，本實施方案採用了一個H)控制器，根據公式(3)最終得到位置控制律表達式如下:
[0045]Axn=KrMA,-&b) + K,n S ?(4)
at
[0046]Kpl為ro控制器增益，Kdl為ro控制器微分項增益。
[0047]前述控制算法滑模變結構、PID、神經網絡、模糊以及它們的組合算法等也可實現類似的控制功能，這裡不再詳細描述。
[0048]4)接觸力到關節力矩轉換模塊
[0049]在腱驅動靈巧手系統中，腱之間存在耦合，為了避免解耦的麻煩，在關節空間規劃期望的關節力矩，然後轉換成腱空間的張力。
[0050]根據手指靜力學特性，事先規劃出期望的接觸力Fd，即可通過雅可比矩陣J反解出使手指指尖在接觸到物體並保持靜態平衡時所需的關節力矩τ d:
[0051]Td = J1Fd(5)
[0052]5)腱張力分配模塊
[0053]由於腱只傳遞張力，為了避免腱在運動過程中出現鬆弛，引入腱張力控制器確保腱張力的正定性。腱張力控制器算法的基礎是η個關節力矩τ和n+1個腱張力f之間的關係:
(Λ網，、
[0054]=PfP=(6)
[0055]其中t表示腱的內部張力；R e R3*3是由三個獨立關節的半徑組成的對角陣；B表示腱的結構矩陣；WT正交於RB的行空間且正定。
[0056]系統中腱張力可控的充要條件為P可逆，要求RB行滿秩。由式(6)可以得到:
[0057]f = P(7)
Kt J
[0058]令 P-1 = LA a]
Η
[0059]f = [^ Ω] =At+ at(8)
KtJ
[0060]設定腱張力取值範圍[fmin fmax]，fmin保證腱始終處於繃緊的狀態，fmax保護腱不超負荷。令Ai和Si分別代表A的行向量和a的列向量。腱張力分配算法的步驟如下。
[0061]a)首先根據fmin確定t的取值，則有:
[0062]fi = Ai τ +ait 彡 fmin(9)
[0063]t = rmx—~—(10)
α:
[0064]b)其次將內部張力值t代入張力分配等式⑶；
[0065]c)令為張力中最小的元素，fh為張力中的最大元素；
[0066]d)確定是否張力，…，4超過上界fmax，如果fh ( fmax,表明沒有超界，給各根腱分配張力f\，...，fn+1並結束分配過程。
[0067]e)如果出現fh > fmax,則採用比例縮放的方式構造一個新的方程:
[0068]f = [A a]K I I )
[0069]由前述過程中得到的和fh及其對應位置處相關參量計算得到式(11)中參量:
[0070]d = CahAfa1Ah) τ
a /'_ η /'
[0071]a = h min-1JjmL..d
f Δ — f A
[0072]t = Jmax 1~Jmin h τ
d
[0073]f)令&為利用式(11)所計算出的張力最小的元素，fh為其中的張力最大元素，
[0074]g)若fh彡fmax,並且^fniin,給各根腱分配張力f\，...，fn+1，並結束分配過程。否貝1J，重新進行e)、f)、g)過程，直到滿足要求為止。
[0075]最終綜合公式(5)?(11)可得腱張力分配算法表達如下:
f a I1F、
[0076]L=P-1d(12)
[0077]6)張力控制模塊
[0078]最終得到腱張力控制模塊系統表達式如下:
(U f — ? \
[0079]Axi2=Kp2(fd-fb) + Kd2 Kh,dt'b)(13)
[0080]κρ2為力控制ro控制器增益，Kd2為力控制ro控制器微分項增益。
[0081]公式(4)和(13)相加得到機械手單指位置/腱張力混合控制系統控制律:
[0082]
ISxi= IsxajT ISxil
=卜Δ紙-Θ,) + Κ?1 —H +卜(Λ -/,) + ^/(/^~Λ)](14)
[0083]通過合適的機構參數，可以確定相應的映射矩陣；根據具體的性能指標要求，可以確定相應的控制器參數。下面是具體實施實例一組相關參數設置。
[0084]根據如圖2中所示腱的排列可以得出結構矩陣B，進而得到腱映射矩陣P，如下:
'-1 —11 I I「-0.06 -0.06 0.06 0.06 '
[0085]B= 1-11-1P= 0.04 -0.04 0.04 -0.04
0 0 1—1」L 0.5 0.5 0.5 0.5
[0086]同時根據任務要求及腱的性能設置腱張力範圍fmin = 8N, fmax = 200N。
[0087]另外根據系統參數，腱長和各關節之間的關係如下:
Ar1 = 13.9 -^/129.01 -128.4cos(l 19,99-θ2)\- Α.?2ΘΧ
Δχ9 = —4久—4,720
[0088]J Λν； = 14.9 - ^/l 43.41 -142.78 cos(123.98 - ) +
13.5-^/123.25-123.07 cos(l 18.65-^)+4.72^
Av4 =-4^-4^-4.72^
[0089]具體腱驅動機械手系統的控制器採用了通用PC、數據採集卡結合電機驅動器來實現，另外以嵌入式處理器、DSP等為運算核心結合信號調理和電機驅動的控制器結構形式也是可行的。
[0090]根據上述結構參數，進行了位置控制器和張力控制器的ro參數調節。採用該方法所實現系統獲得了良好的性能，能夠有效的解耦腱運動和關節運動，減小從自由空間到約束空間的衝擊，有效的實現腱驅動機械手的操作控制，提高機械手的靈巧性。該方法可進一步應用於以腱為傳動方式的多關節操作臂、末端執行器等機構中，因此該實現方法和裝置具有廣闊的應用前景。
[0091]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下還可以作出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種腱驅動機械手位置和腱張力的混合控制方法，其特徵在於:包括如下步驟 步驟1，由路徑規劃模塊進行機械手自由空間中的關節角位置路徑規劃，根據手指指尖當前位置和物體的期望接觸點確定從初始點到接觸點的運動軌跡，並且設定期望關節角位置；根據操作對象特性設定期望接觸力，並且設置腱張力閾值； 步驟2，根據腱張力傳感器測量得到的腱張力值與腱張力閾值比較確定靈巧手和物體之間的接觸狀態，若腱張力值小於腱張力閾值說明機械手位於自由空間，此時由位置比較模塊比較期望關節角位置和實際測量關節角位置之間的偏差，並且由位置解算模塊解算為腱的長度偏差，由一個位置控制模塊通過合適的控制律得到腱位置偏差，把該偏差指令輸送給鍵驅動器進行控制； 步驟3，若腱張力值大於閾值說明機械手位於約束空間，此時首先由接觸力到關節力矩轉換模塊通過力雅可比矩陣把期望的接觸力轉換為關節力矩；進一步由腱張力分配模塊轉換為腱空間的力，同時進行腱張力分配；然後由腱張力比較器比較期望腱張力和實際腱張力的差別，根據這個偏差由張力控制模塊基於合適的控制律把張力的偏差轉化為位置的偏差，把該偏差與位置控制通道的位置偏差求和後輸送給驅動器進行控制。
2.一種腱驅動機械手位置和腱張力的混合控制裝置，其包括控制器(I)、與控制器(I)相連的腱驅動器(2)、與腱驅動器(2)相連的腱繩(3)、安裝於腱繩(3)上的腱張力傳感器(4)、腱驅動機械手單指機構(5)及關節角位置傳感器￠)，其特徵在於:所述腱張力傳感器(4)和關節角位置傳感器(6)與控制器(I)相連進而將採集的信息發送給控制器(1)，所述控制器(I)發送控制指令給腱驅動器(2)，所述控制器(I)包括路徑規劃模塊、期望接觸力模塊、位置解算模塊、位置控制模塊、位置比較模塊、接觸力到關節力矩轉換模塊、腱張力分配模塊及張力控制模塊，路徑規劃模塊輸入手指指尖當前位置和物體的期望接觸點，路徑規劃模塊輸出期望關節角位置到位置比較模塊和腱張力分配模塊，位置比較模塊的另一個輸入為實際測量關節角位置，位置比較模塊輸出位置偏差到位置結算模塊，位置解算模塊輸出到位置控制模塊，期望接觸力輸入到接觸力到關節力矩轉換模塊，轉換結果輸出到轉換腱張力分配模塊，腱張力模塊輸出的結果和腱張力傳感器測量的結果進行比較，結果輸出到張力控制模塊，張力控制的輸出和位置控制的輸出求和然後輸出到腱驅動控制器，控制機構動作。
【文檔編號】B25J13/00GK104191429SQ201410362296
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】王小濤, 王邢波, 馮敦超, 聶宏, 韓運錚, 曹雯, 韓如雪 申請人:南京航空航天大學