Haptic upper limb exoskeletons are robots that assist human operators during task execution while having the ability to render virtual or remote environments. Therefore, the stability of such robots in physical human-robot-environment interaction must be guaranteed, in addition to performing well during task execution. Having a wide range of Z-width, which shows the region of passively renderable impedance by a haptic display, is also important to render a wide range of virtual environments. To address these issues, in this study, subsystem-based adaptive impedance control is designed for having a stable human-robot-environment interaction of 7 degrees of freedom haptic exoskeleton. The presented control decomposes the entire system into subsystems and designs the controller at the subsystem level. The stability of the controller in the presence of contact with the virtual environment and human arm force is proved by employing the virtual stability concept. Additionally, the Z-width of the 7-DoF haptic exoskeleton is drawn using experimental data and improved using varying virtual mass element for the virtual environment. Finally, experimental results are provided to demonstrate the perfect performance of the proposed controller in accomplishing the predefined task.


翻译:触觉上肢外骨骼是一种在执行任务时辅助人类操作者,同时能够渲染虚拟或远程环境的机器人。因此,除了在任务执行过程中表现出色外,还必须保证此类机器人在物理人-机器人-环境交互中的稳定性。具有广泛的Z宽度(即触觉显示器可被动渲染的阻抗范围)对于渲染多种虚拟环境也至关重要。为应对这些问题,本研究设计了一种基于子系统的自适应阻抗控制,以实现七自由度触觉外骨骼的稳定人-机器人-环境交互。所提出的控制方法将整个系统分解为子系统,并在子系统层级设计控制器。通过采用虚拟稳定性概念,证明了控制器在接触虚拟环境和人体手臂力时的稳定性。此外,利用实验数据绘制了七自由度触觉外骨骼的Z宽度,并通过引入虚拟环境中的可变虚拟质量元件对其进行了改进。最后,实验结果展示了所提控制器在完成预定任务时的出色性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

IFIP TC13 Conference on Human-Computer Interaction是人机交互领域的研究者和实践者展示其工作的重要平台。多年来,这些会议吸引了来自几个国家和文化的研究人员。官网链接:http://interact2019.org/
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月23日
Arxiv
37+阅读 · 2021年8月2日
Adaptive Synthetic Characters for Military Training
Arxiv
50+阅读 · 2021年1月6日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:28
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
7+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
9+阅读 · 6月14日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员