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Hybrid Force/Position Control Architecture for Object Transportation by Mobile Robot Formations.

机译：移动机器人编队用于物体运输的混合力/位置控制架构。

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摘要

Robotic systems are increasingly being used for tasks that humans are incapable or unwilling to perform. For some automated tasks, groups of robots can provide better or more cost effective performance than a single robot alone. One area of research for multirobot collaboration is transportation and manipulation of large objects. Multirobot transportation of objects can be enhanced by using a hybrid force/position control architecture, a technique believed to have been used with mobile robot formations for the first time in this work and associated publications. The use of this hybrid architecture allows for position control of some degrees of freedom while controlling formation level forces associated with other degrees of freedom. For the specific case of object transportation, the size and relative location of a formation along an object can be maintained while the formation applies a specified net force and torque on the object. The hybrid architecture provides a natural and simple method of specifying formation level movements and interaction forces. Furthermore, using the hybrid architecture provides seamless transitions between pure position control, for approaching and disengaging the object, and hybrid force/position control, for pushing the object along a path or to a specified location. Additional benefits of the architecture include abstracting the robots as a virtual actuator in the position control process of the object being transported as well as the prevention of large and potentially dangerous interaction forces. The hybrid force/position control architecture is formally described in this dissertation and validated with both simulation and hardware experiments.
机译：机器人系统越来越多地用于人类无法执行或不愿执行的任务。对于某些自动化任务，与单独的单个机器人相比，机器人组可以提供更好或更具成本效益的性能。多机器人协作的研究领域之一是大型物体的运输和操纵。可以通过使用混合力/位置控制体系结构来增强对象的多机器人运输，该技术被认为已在这项工作和相关出版物中首次与移动机器人编队一起使用。这种混合结构的使用允许一些自由度的位置控制，同时控制与其他自由度相关的地层水平力。对于物体运输的特定情况，当地层在物体上施加指定的净力和扭矩时，可以保持地层沿物体的尺寸和相对位置。混合体系结构提供了一种自然，简单的方法来指定地层运动和相互作用力。此外，使用混合体系结构可在纯位置控制（用于接近和脱离对象）与混合力/位置控制（用于将对象沿着路径或推向指定位置）之间无缝过渡。该体系结构的其他好处包括在要运输的对象的位置控制过程中将机器人抽象为虚拟致动器，以及防止较大的潜在危险的相互作用力。本文正式描述了混合力/位置控制体系结构，并通过仿真和硬件实验对其进行了验证。

著录项

  • 作者

    Neumann, Michael Alan.;

  • 作者单位

    Santa Clara University.;

  • 授予单位 Santa Clara University.;
  • 学科 Mechanical engineering.;Robotics.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2017
  • 页码 90 p.
  • 总页数 90
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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