人与机器人在同一作业空问内协同作业的安全性问题已经使当今机器人技术发展面临巨大的考验。虚拟约束理论和人机合作机器人(Cobot)技术的产生,使人与机器人的安全协作成为可能。 课题重点对基于不完全约束传动机构(NCT)的虚拟约束理论进行研究,设计五连杆式Cobot的控制系统,提出五连杆式Cobot的控制策略,进行实验样机的研制和实验研究,具体研究如下: 首先,根据虚拟约束理论,对基于双超越离合器的不完全约束传动机构(NCT)进行研究,对五连杆式Cobot系统进行设计,并提出Cobot的工作原理和工作模式。 其次,基于对五连杆式Cobot的运动学分析,推导出运动学方程和作业空间,建立五连杆式Cobot控制系统模型,依据Cobot的被动特性进行控制策略研究,并提出欠驱动力的控制思想。 再次,设计五连杆式Cobot控制系统的软硬件。对Cobot控制硬件的控制原理、总体结构和接口进行设计,同时研制Cobot各工作模式和控制策略的控制软件。 最后,通过五连杆式Cobot实验研究,测试Cobot的各项性能指标,进行上、下位机的控制硬件和控制软件调试。同时,进行Cobot控制策略的可行性的研究,检验Cobot的被动特性。