- 解决**可变拓扑桁架(VTT, Variable Topology Truss)** 系统的物体操控问题,该领域研究尚不充分。
- 桁架机器人最初被提出作为快速部署的机械臂,但其操控策略缺乏系统研究。
- 背景:VTT由通过被动球铰连接的驱动桁架构件组成,需要一种有效的方法来执行物体操控任务。
- 提出**混合控制框架(hybrid control framework)**,同时调节位置和力,无需显式解耦。
- 执行器级:每个构件采用**基于传感器的力反馈控制器(sensor-based force feedback controller)**,克服高摩擦产生期望轴向力。
- 任务级:利用VTT的**静态模型(static model)** 计算所需构件力,从而生成末端执行器节点处的作用力。
- **首创性**:首次为VTT系统设计并实现完整的物体操控策略,填补了该方向的研究空白。
- **混合控制**:提出位置与力的并行控制方法,避免了传统力学分解中的显式解耦步骤。
- **克服高摩擦**:在执行器层面设计力反馈控制器,有效应对高摩擦对力跟踪的干扰。
- **实验验证**:通过单构件模块和完整VTT系统实验,以及两种代表构型下的操控演示,验证了方法的实用性和可靠性。
- 为**可变拓扑桁架(VTT)系统** 提供了一种可行的物体操控范式,拓展了其作为机器人的应用场景。
- 提出的混合控制框架可普适用于其他具有类似构型的**并联/桁架机器人(parallel/truss robot)**。
- 通过定量评估位置与力跟踪性能,为后续研究提供了基准和实验依据。