仿人型机器人手力矩保持系统设计与控制

"仿人型机器人手的力矩保持功能及控制系统 (2007年)——赵大威、姜力、金明河、刘宏" 本文主要探讨的是仿人型机器人手在执行任务时如何实现力矩保持的问题，特别是在抓取物体时保持稳定抓握力的技术。研究人员利用混合式步进电机的自锁特性，设计了一种具备力矩保持功能的手指驱动器。这种驱动器在手指抓住物体后，能够确保抓取力不会因为电机能耗而减弱，从而提高机器人手的操作稳定性。 在控制系统的设计上，作者们采用了非线性跟踪微分器对位置信号进行滤波处理，从而获取精确的速度信号。这一技术有助于减少由于信号噪声引起的控制误差。基于这些滤波后的速度信号，他们进一步设计了位置控制器和阻抗力矩控制器。位置控制器主要用于精确地控制手指的位置，而阻抗力矩控制器则用于实时调整力反馈，使得机器人手在接触物体时能够模拟出类似人类手的柔顺性和刚度，提供适当的接触阻力。 实验结果显示，基于步进电机的自锁机构不仅能够有效保持力矩，而且具有结构紧凑、噪声低的优点。这使得机器人手在操作过程中更加安静且高效。同时，阻抗力矩控制器表现出良好的力矩控制性能，证明了该控制系统在实际应用中的可行性和有效性。 这项工作为仿人型机器人手的力矩控制提供了创新的解决方案，尤其是在提升抓取稳定性、降低能耗以及增强与环境交互的自然性方面。通过结合步进电机的自锁特性和智能控制策略，该研究为未来仿生机器人手的发展提供了重要的理论和技术支持。关键词包括：假手、力矩保持、步进电机、控制系统，反映了研究的核心内容。