实现人身和机器人交流的神经振动子控制算法  

Control algorithm of neural oscillator for physical human-robot interaction

作　　者：吴德明[1] 谢光辉[1,2] 王光建[2] 

机构地区：[1]重庆电子工程职业学院,重庆401331 [2]重庆大学机械传动国家重点实验室,重庆400044

出　　处：《控制理论与应用》2015年第5期695-702,共8页Control Theory & Applications

基　　金：国家留学基金委项目(2007102654);重庆市自然科学基金项目(2012jjA40028);重庆市基础与前沿研究计划(2014jcyjA60002)资助~~

摘　　要：为实现人身和机器人交流时的运动同步,首先提出了一类非线性多关节神经振动子运动控制算法,其输入为机器人和人相互作用所产生的关节扭矩信号,输出为机器人关节期望角度;然后对具有代表性的二关节神经振动子控制算法中各参数的耦合特性进行了分析;最后,基于7自由度机器人臂平台对该神经振动子控制算法的有效性进行实验.实验结果表明,该控制算法能够实现人和机器人相互运动的同步,通过调节神经振动子的增益参数,同步的程度能够被改变.To synchronize motions between the robot and human, we propose a control algorithm for physical humanrobot interaction （pHRI）, based on the multi-joint neural oscillator. The input of the algorithm is the joint-torque signal of pHRI, and its output is the expected-angle of the robot joint. Coupling characteristics are analyzed for representative two-joint neural oscillator. Based on the robot arm, experiment is implemented for human-robot handshaldng by using this algorithm. The experiment results indicate the algorithm validity. The control algorithm can realize the synchronization of motions between robot and human. The strength of input-output synchronization can be varied by adjusting the gain parameters in the algorithm.

关 键 词：神经振动子 人-机身体交流 比例微分(PD)反馈控制 运动同步 算法 

分 类 号：TP242[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]