关键词：机械臂;碰撞检测;非线性扩张状态动量观测器;参数辨识;时变阈值
摘 要：针对机械臂容易在人机协作中发生碰撞的问题，提出一种基于非线性扩张状态动量观测器的碰撞检测方法。首先，通过离线参数辨识来识别未发生碰撞时机械臂的动力学模型；然后，在该动力学模型基础上，将碰撞外力作为系统状态变量，搭建了非线性扩张状态动量观测器；其次，在线计算出机械臂工作过程中的理论力矩，并考虑建模误差和摩擦力设定力矩的时变阈值，当实际力矩超过时变阈值时即认为发生碰撞；最后，对机械臂的动力学模型进行仿真分析。仿真结果表明，在机械臂发生碰撞后，所提出的动量观测器可以快速检测到碰撞力矩，提高碰撞检测的灵敏度和准确性。
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