主动柔顺控制也就是力控制.随着机器人在各个领域应用的日益广泛,许多场合要求机器人具有接触力的感知和控制能力,例如在机器人的精密装配、修刮或磨削工件表面抛光和擦洗等操作过程中,要求保持其端部执行器与环境接触。所以机器人完成这些作业任务,必须具备这种基于力反馈的柔顺控制的能力。
自第一台机器人问世以来,研制出刚柔相济、灵活自如的机器人,一直为数代机器人专家努力的目标,而主动柔顺控制正是实现这一目标的重要环节,因此力控制成为国际前沿研究的热点。大家围绕控制策略、控制理论和控制方法等一系列问题,开展了颇有成效的研究工作。
最早的主动柔顺控制研究可以追溯到50年代,当时Goertzs针对放射性实验工场的恶劣环境,在电液式主从机械臂上装上力反馈装置,当操作者在主操作机上操作时,就可以感受到从操作机与环境的接触作用力,实质也就是力遥感。
60年代,Mann主持研制了具有力反馈能力的人造肘。关节电机由“肌肉”电极信号和关节应变仪信号驱动,这样电流将发挥肌肉作用效果。但由于当时控制条件的限制,控制系统实时性差,系统不易稳定。
自70年代,随着计算机机器人传感器和控制技术的飞速发展,机器人的力控制发生了根本变化,发展成为机器人研究的一个主要方向:机器人主动柔顺控制。
机器人主动柔顺控制是新兴智能制造中的一项关键技术,也是柔性装配自动化中的难点和“瓶颈”,它集传感器计算机、机械、电子、力学和自动控制等众多学科于一身,其理论研究和技术实现都面临着不少急待解决的难题.研究成果不仅在理论上具有重要意义,而且在技术上也可以实现曲面跟踪、牵引运动和精密装配等依从运动控制。机器人主动柔顺控制的实现克服了被动柔顺控制的不足,因此,机器人的主动柔顺控制研究成果具有十分广阔的应用前景。