一种具备六自由度关节臂的助餐机器人及自适应柔顺控制方法技术

本发明专利技术公开一种自动化辅助进餐设备，具体而言，是一种采用六自由度关节臂的自主助餐机器人。该机器人旨在为需要辅助进餐的个体提供高效、精准的餐饮服务。该自主助餐机器人的主要组成部分包括：一套具有六自由度的关节臂、一个稳定的机器人底座、一个用于放置食物的餐盘、一个集成的机器人控制系统、一个电子皮肤传感系统。该自主助餐机器人的核心创新点在于其电子皮肤传感系统及其相关的自适应柔顺控制方法。电子皮肤传感系统能够感知用户的位置，从而为机器人提供实时反馈。基于这些信息，利用机器学习技术，将电子皮肤传感系统采集到的人体接近信息，转化为柔顺控制系统所需的控制参数，特别是控制刚度，以实现更加精细和智能的操作控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及助餐机器人的传感和控制。该技术使助餐机器人可以感知人体的接近程度，并通过阻抗控制动态调节人机接触刚度，提升助餐机器人的安全性。

技术介绍

1、随着我国人口老龄化的加速和残疾人口的增加，对辅助技术的需求日益增长。特别是对于行动不便或有肢体障碍的个体，日常生活中的基本需求，如进餐，成为了他们面临的一大挑战。为了提高这些群体的生活质量，助餐机器人技术应运而生，旨在通过自动化技术辅助他们完成进餐等日常活动，以增强他们的自立能力，减少对他人的依赖。目前，通过机器人技术和人工智能技术提升助餐机器人的安全性已成为研究热点之一。具体而言，现今的助餐机器人与用户接触的安全性亟需提高，以避免辅助进餐过程中，人机频繁接触时，对用户造成伤害。

技术实现思路

1、本专利技术实现一种可感知人体接近并自主调节控制柔性的助餐机器人，首先提供了一种具备人体感知和阻抗控制功能的机器人结构和硬件设计，其特征在于：六自由度关节臂、电子皮肤传感系统、主动柔顺控制系统、参数自适应阻抗控制方法；

2、所述六自由度关节臂包含腰部关本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具备六自由度关节臂的助餐机器人，其特征在于，包括：六自由度串联关节臂、电子皮肤传感系统、主动柔顺控制系统；

2.根据权利要求1所述的系统，有电子皮肤传感系统，其特征在于：有分布于腕关节连杆上的金属电极，其工作原理为单极板电容器，通过测量该极板对地电容，进行人体接近信息的感知。

3.根据权利要求1所述的系统，有主动柔顺控制系统，其特征在于：有力矩驱动电机、单片机集中控制器和阻抗控制程序。通过关节臂动力学和力矩电机输出信息，预测人机接触力；通过阻抗控制算法调整各关节力矩输出，实现助餐机器人与人接触时表现出惯量-阻尼-刚度的柔性特征，其惯量、阻尼、刚度参数可通过...

【技术特征摘要】

1.一种具备六自由度关节臂的助餐机器人，其特征在于，包括：六自由度串联关节臂、电子皮肤传感系统、主动柔顺控制系统；

2.根据权利要求1所述的系统，有电子皮肤传感系统，其特征在于：有分布于腕关节连杆上的金属电极，其工作原理为单极板电容器，通过测量该极板对地电容，进行人体接近信息的感知。

3.根据权利要求1所述的系统，有主动柔顺控制系统，其特征在于：有力矩驱动电机、单片机集中控制器和阻抗控制程序。通过关节臂动力学和力矩电机输出信...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈殿生，项国，王信驰，陶乐天，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：