三手指空间机器人末端执行器的柔顺抓握策略

【摘要】：空间机器人在抓握物体时,末端执行器与目标物体之间因接触碰撞而产生的扰动力可能会造成机械臂抖动和位姿改变,甚至将目标物体弹出捕获区,造成捕获失败.针对这一问题,首先介绍了哈尔滨工业大学(HIT)自行研制的三于指空间机器人末端执行器,对末端执行器抓握目标物体过程中的碰撞扰动力进行了分析,提出了一种柔顺抓握策略以削弱抓握目标物体时产生的碰撞扰动力,并设计了一种新的基于前馈补偿和模糊滑模相结合的控制器.末端作用器自身结构的相关量、确定性扰动以及摩擦力的线性部分等可以通过数学建模和离线实验测量得到,通过前馈补偿进行有效控制;对于摩擦非线性部分、未知扰动、于指抓握时的碰撞力等不确定量,引入模糊控制规则对其进行补偿.采用HIT在轨自维护机械臂和三手指空间机器人末端执行器在空间微重力运动平台上进行了抓握实验,实验结果表明设计的控制器和提出的抓握策略能够有效削弱抓握过程中的扰动力.