关键词：串并混联机构;柔性关节;运动控制;重力补偿
摘 要：现有协作机器人多采用串联刚性结构，与人的共融性较差，限制了机器人的应用场景.为解决协作机器人在柔顺性和环境适应性上的不足，首先，基于人体手臂肌肉柔性并联驱动机理，设计一种6自由度串并混联机械臂SoftArm-6，由臂部3个串联自由度和腕部3个并联自由度组成，采用电机串联弹性驱动器（Series Elastic Actuator,SEA）构成柔性驱动关节，通过建立机械臂的运动学模型，基于机构等效原理实现串并混联机械臂的位姿解耦.其次，基于Kinect人体运动捕捉的在线轨迹示教方法，针对驱动关节中SEA柔性环节带来的位置精度降低、易抖动等问题，设计基于虚位移原理的前馈重力补偿算法.最后，针对SoftArm-6样机设计轨迹跟随、示教抓取等实验.研究结果表明：SoftArm-6在轨迹跟随任务中的偏差小于1.5%，抓取成功率达98%，显著提升了操作精度和环境适应性.该设计为协作机器人在复杂、不确定环境中的应用提供了新的技术支持.
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