68、机器人抓握规划与虚拟连杆控制器分析

机器人抓握规划与虚拟连杆控制器分析

1. 虚拟连杆控制器实验分析

在机器人操作领域，实现灵巧的手部操作是一个重要的研究方向。基于虚拟连杆模型的对象级阻抗控制器的实现，被认为是实现机器人手部灵巧操作的合理解决方案。

为了验证这一观点，研究人员进行了相关实验。实验使用了Openrave模拟器和ODE物理动力学引擎，在DLR - Hand II的模拟环境中开展。实验采用了一个已知稳定的初始抓握配置来定义系统的初始状态。

实验的目标是在改变手部内物体的位置和方向的同时，保持特定的内部力（由虚拟连杆模型的张力参数化）。在这个特定实验中，期望的张力被固定为通过抓握力优化程序计算出的合适值。

从实验结果来看，控制器能够跟踪期望的参考轨迹（红色虚线）。不过，控制器的性能依赖于所有参数的调整，主要包括 tref 、 Kp,r 、 Kd,r 、 Kp,η 和 Kd,η 。并且，响应中存在一些小误差。这些误差主要是由于假设接触点与指尖位置重合，但指尖的几何形状使得这个假设不完全成立，从而在计算中引入了接触点位置的误差。此外，滑动和滚动的产生也会使误差在操作过程中发生变化。

实验还展示了施加到每个关节的扭矩的变化情况。

2. 基于人类演示的拟人化手部抓握规划

在服务机器人领域，使用多指手进行稳健的抓握和操作仍然是关键挑战之一。目前，大多数理论方法和模拟器主要集中在寻找静态稳定的抓握，而没有考虑任务上下文或物体操作过程中使用的不同抓握类型。

研究人员提出了