基于激光测距的微型机械臂关节控制模型

为了更加深入探究并提升机械臂关节控制效果,提出一种基于激光测距的微型机械臂关节控制模型,通过激光测距技术对微型机械臂周边环境进行感知,同时进行数据点扫描,将全部数据点集进行直线分割以及拟合等相关操作,获取二维环境地图。在上述基础上,通过坐标变换矩阵获取微型机械臂的正运动学模型,利用正运动学模型得到机械臂逆运动学模型。将获取的动力学模型转换为仿射非线性系统的形式,利用输入输出反馈线性化方法选取合适的状态变换和反馈变换,通过滑膜控制方法构建微型机械臂关节控制模型,采用模型进行关节控制。仿真实验结果表明,所提模型可以获取理想的微型机械臂关节控制结果。

基于非刚体静力模型的微型机械臂姿态估计

提出了一种针对具有10个被动平面转动关节的微型化柔索驱动机械臂运动姿态的实时估计方法。通过建立该微型机械臂的非刚体静力模型,将10个平面自由度变量转化为1个位移变量和1个张力变量。用一个线型差动变压位移传感器(linear variable differential transformer,LVDT)和一个微型载荷传感器(load cell)测量该微型机械臂终端执行器的平面运动姿态。通过对测量结果的精度和误差进行分析,指出了该测量方法的优势与不足,并与其他几种可能的测量方法进行了比较和讨论。