本技术介绍了一种月球探测移动机械臂的遥控操作方法,该方法采用单主端自适应切换技术。该系统包括搭建具有七自由度的冗余机械臂及其运动学模型,以及移动平台和机械臂的混合非线性控制策略。该方法旨在提高月球探测任务中机械臂操作的灵活性和可靠性。
背景技术
随着月球探测技术的持续进步,月壤标本的开采取样以及未来建设月球科考站提出的协同搬运、组装等任务,对月球探测作业机器人提出了更高的要求。移动机械臂以其高精度、强稳定性和灵活的操作能力,能够执行复杂的月壤钻取与采样任务。同时,在月球科考站的建设过程中,移动机械臂能够辅助科研人员部署实验设备、构建科研设施,极大地提高了建设效率与安全性。
现如今机器人的自主能力得到快速发展,但在非结构化、复杂环境中,其自主能力的局限性仍显突出,难以在可预见的未来全面替代人类执行危险或难以到达的任务。基于人机交互的主从式遥操作机器人系统仍是解决这一难题的必要途径。在主从遥操作机器人系统中,主从异构型系统因其灵活性和适应性强的特点而受到关注。与主从同构型系统相比,主从异构型系统允许主端和从端机器人在机械结构、尺寸及关节数量等方面存在差异,这极大地丰富了设备选择,提升了系统的实用性和应用范围。然而,这种异构性也带来了运动映射的复杂性,特别是在移动机械臂等高冗余性应用中更为显著。主从异构问题要求操作人员在执行任务时付出更多努力来协调主从端之间的运动,增加了工作负担并可能影响操作效果。因此,如何减轻操作人员的工作负担成了主从异构型系统研究的重中之重。
实现思路