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摘要
串联弹性驱动器力控性能优异，在机器人无损抓持应用领域具有较好的应用前景。设计一种集成伺服电机、弹性元件、编码器等部件的高度紧凑型串联弹性驱动器，并进行控制研究。采用试验手段对串联弹性驱动器进行模型辨识，获得控制角度轨迹与驱动力观测模型，并通过PD控制器实现力控。通过刚性与超弹性物体力控加载试验，研究串联弹性驱动器力控响应与误差特性。通过物体自适应抓持与人机交互试验研究串联弹性驱动器力控自适应抓持与外力自感知特性。试验结果表明，串联弹性驱动器对刚性物体加载控制较快，力控稳态时间约0.35s，且无超调出现。由于超弹性物体变形迟滞特性，其力控响应时间显著高于刚性物体。串联弹性驱动器力控模式能够实现物体自适应抓持，且抓持力度与速度可调。串联弹性驱动器可在不依赖指尖力传感器的情况下实现抓持力感知，有利于简化硬件与控制系统。
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单位南京理工大学; 常州工学院
