Smoothly Connected Preemptive Impact Reduction and Contact Impedance Control

要約

本研究では、先取り動作により衝撃力を低減し、従来の接触インピーダンス制御へスムーズに移行する新しい制御手法を提案する。これらの提案手法は、それぞれ力制御ベースのロボットと位置・速度制御ベースのロボットのためのものである。強い衝撃力は複数のロボット作業に悪影響を及ぼす。近年、近接センサを用いて従来の接触インピーダンス制御を拡張する先制的衝撃低減技術が検討されている。しかし、衝撃低減から接触インピーダンス制御へのシームレスな移行はまだ達成されていない。提案手法は、この問題を解決するために、直列結合インピーダンス制御フレームワークを利用する。パラメータ設計が衝撃低減と接触インピーダンス制御に分かれているため、既に実装されているインピーダンス制御に先制衝撃低減機能を追加することができる。移行中に望ましくない接触力が発生することはない。さらに、先制衝撃低減は粗悪な光学式近接センサーを採用しているにもかかわらず、仮想的な粘性力を用いて反射率の影響を最小限に抑えている。解析と実際の実験により、これらの利点が確認されている。

要約(オリジナル)

This study proposes novel control methods that lower impact force by preemptive movement and smoothly transition to conventional contact impedance control. These suggested techniques are for force control-based robots and position/velocity control-based robots, respectively. Strong impact forces have a negative influence on multiple robotic tasks. Recently, preemptive impact reduction techniques that expand conventional contact impedance control by using proximity sensors have been examined. However, a seamless transition from impact reduction to contact impedance control has not yet been accomplished. The proposed methods utilize a serial combined impedance control framework to solve this problem. The preemptive impact reduction feature can be added to the already implemented impedance controller because the parameter design is divided into impact reduction and contact impedance control. There is no undesirable contact force during the transition. Furthermore, even though the preemptive impact reduction employs a crude optical proximity sensor, the influence of reflectance is minimized using a virtual viscous force. Analyses and real-world experiments confirm these benefits.

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