Mass-Adaptive Admittance Control for Robotic Manipulators

要約

不明または変化する質量を持つオブジェクトの処理は、ロボット工学の一般的な課題であり、制御システムがリアルタイムで適応できない場合、多くの場合エラーや不安定性につながります。
このホワイトペーパーでは、6度のフリードムロボットマニピュレーターが、未知のペイロード重量を自動的に推定および補償しながら、ウェイポイントを確実に追跡できるようにする新しいアプローチを紹介します。
私たちの方法は、アドミタンス制御フレームワークを質量推定器と統合し、ロボットがペイロード質量を補うために励起力を動的に更新できるようにします。
この戦略は、エンドエフェクターのたるみを軽減し、不明な重みのオブジェクトを処理するときに安定性を保持します。
クロスバーを備えた棚にある挑戦的なピックアンドプレイスタスクでのアプローチを実験的に検証し、ベースラインのアドロール制度と比較して、ウェイポイントに到達する際の正確性、準拠の動きを改善しました。
未知のペイロードに安全に対応することにより、私たちの作業はロボットオートメーションの柔軟性を高め、不確実な環境の適応制御における重要な前進を表しています。

要約(オリジナル)

Handling objects with unknown or changing masses is a common challenge in robotics, often leading to errors or instability if the control system cannot adapt in real-time. In this paper, we present a novel approach that enables a six-degrees-of-freedom robotic manipulator to reliably follow waypoints while automatically estimating and compensating for unknown payload weight. Our method integrates an admittance control framework with a mass estimator, allowing the robot to dynamically update an excitation force to compensate for the payload mass. This strategy mitigates end-effector sagging and preserves stability when handling objects of unknown weights. We experimentally validated our approach in a challenging pick-and-place task on a shelf with a crossbar, improved accuracy in reaching waypoints and compliant motion compared to a baseline admittance-control scheme. By safely accommodating unknown payloads, our work enhances flexibility in robotic automation and represents a significant step forward in adaptive control for uncertain environments.

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