助残机器人中的“人在环中”控制理论及技术的研究

本课题以12自由度载人两足步行机器人及12自由度载人8足楼梯升降轮椅为双实验平台，研究"人在环中"控制理论及技术在助残机器人中的应用。在追求机器人自律控制的研究中，载荷的变化对系统的影响是控制难点之一。尤其在助残机器人中，"载荷"人的随机晃动、姿态变更对系统稳定性和安全性提出苛刻的要求。控制系统无法适应人的变化成为助残机器人市场化的关键阻碍。本课题将"人在环中"控制技术引入助残机器人，把"载荷"人作为一个环节，与机器人整合，建立完整的闭环系统模型。本研究通过适当增加座椅机构的自由度，使用应变、声音等传感器提取人体重心、关节角速度、声音等信息，依据视觉、力觉传感器获取环境信息和机器人运动姿态数据，分析多信息的动态交互融合特性，研究保证人与机器人安全的控制规则。本课题为优化人在环中助残机器人机构和控制系统设计提供创新思路，为助残机器人的早日普及开创实用性方法。