36、复杂运动链的灵活控制

复杂运动链的灵活控制

1. 引言

KUKA 在合作研究项目 DESIRE 中的主要动力，是要彻底改变机器人技术在社会中的应用方式。未来，机器人不应仅局限于车间，还应进入家庭、办公室、公共场所甚至太空。它们需要与人类协作、相互配合，能够安全、智能且在很大程度上自主地工作，并且要适应未预先定义、结构松散甚至无结构的环境。

开发适用于工业和服务领域的机器人及控制器，与在非结构化环境中展现的新能力紧密相关。在这种环境下，传感和柔顺运动控制成为控制架构以及编程方法的重要方面。

展望自动化的未来，机器人不再只是执行脏活、累活和危险工作且被关在围栏后的简单机器，而是会成为人类身边的熟练助手。与如今的工业机器人相比，这些机器人助手需要具备以下特点：
- 频繁与人类互动和更换任务；
- 共享工作空间；
- 提供力/精度辅助；
- 可灵活移动/便于携带使用；
- 即使小批量生产也能盈利；
- 非机器人专家也可进行编程。

KUKA - DLR 轻型机器人（LWR）有望成为未来工作和家庭环境中机器人助手的关键元素。由于其创新特性，它在本质上危险性更低，对于需要人机密切交互的任务更容易编程，并且比同等负载的机器人更便于携带和节能，因此适用于移动机器人应用。

在 DESIRE 项目中，开发目标从系统和控制两个角度进行了定义。系统层面的目标是将 LWR 发展为可嵌入组件，这需要从硬件和软件两方面改进其控制器（主控制器和关节级控制器）；控制层面的目标是开发一种控制器，为不同的执行器和传感器提供一个框架，以实现强大的移动操作。开发的适用性通过两种方式进行验证：一是在项目通用演示平台上，将两个 LWR 安装在 DES