### 文章概述
本文提出了一种结合软传感器和弹簧式执行器的新型机器人系统,旨在提高动态接触力的精确估计。研究首先回顾了现有的两种主要的力/扭矩传感机制:集中式传感机制和分布式传感机制。集中式传感机制如使用负载细胞或扭矩传感器,以及由电机和通过弹簧相连的负载构成的系列弹性执行器(SEAs),虽在扭矩测量方面表现出高精度和灵敏度,但在确定接触位置方面存在局限性。相比之下,基于软材料的分布式传感器能够提供广泛的接触信息,包括力、压力和形状感知,但其恢复性和测量范围受到材料柔性的限制。
为克服这些挑战,本文提出了一种集成方法,将基于光纤布拉格光栅(FBG)的软触觉传感器与弹簧式执行器相结合。FBG传感器利用其对光波长反射特性来实现对应变的高精度测量,并通过模块化设计简化了系统的维护和升级过程。此外,文中还提出了一种新的传感器融合算法,以整合来自集中式和分布式传感机制的数据,从而实现更准确的动态接触力估计。
通过一系列实验验证了所提方法的有效性,特别是在处理动态条件下的接触力估计算法上,证明了其能有效估算出整个机器人链接