张 霞 钱 蕾 罗天洪 陈仁祥 桥本稔

1.重庆交通大学机电与车辆工程学院，重庆，4000742.日本信州大学机器人学科，长野，386-8567

穿戴式机器人的协调控制方法及其运动辅助机理

张 霞1钱 蕾1罗天洪1陈仁祥1桥本稔2

1.重庆交通大学机电与车辆工程学院，重庆，4000742.日本信州大学机器人学科，长野，386-8567

为改善穿戴式机器人在运动辅助过程中的人机交互柔顺性，提出了一种以中枢模式发生器(CPG)为核心的协调控制方法，利用CPG自激行为和对外交流的特性获得理想的主/从关节目标轨迹，规避了运动学和动力学逆解算。结合仿真分析和物理实验研究，阐明了所提控制方法及其运动辅助机理、停止再运动等柔性运动产生机理。结果表明，该协调控制方法具有运动辅助效果，CPG自激行为和对外交流的特性可以获得理想的主/从关节目标轨迹，且CPG的衰减停振特性能够方便地生成停止再运动等柔性运动，极大地改善了机器人的人机交互柔顺性。

穿戴式机器人；协调控制方法；运动辅助机理；柔性；中枢模式发生器

0 引言

伴随机器人技术的发展和全球人口老龄化趋势，穿戴式机器人技术逐渐显现出非常广阔的应用前景，并已成为国际机器人领域的一个研究热点。运动辅助装置如何方便地产生主/从运动是改善人机交互柔顺性的关键。传统的穿戴式辅助机器人控制方法大致分为基于模型的阻抗控制和基于表面肌电信号(surface electromyography, sEMG)的控制方法。阻抗控制策略是从传统工业机器人的控制技术演化而来的，它引入自适应算法等优化策略来调整机器人的机械阻抗，进而优化关节的位置偏差与人的作用力之间的动态关系[1-3]。……