脉搏诊断机器人力反馈式位置跟随控制与仿真

刘群坡，刘广辉，王海星

（河南理工大学电气工程与自动化学院，河南焦作 454002）

0 引言

脉搏诊断理论已贯穿于中医学的生理、病理、诊断、治疗各方面，在中医整体理论中占有重要地位［1］。利用串联机械臂的高灵活性、高安全性特点进行脉搏诊断是中医脉诊现代化发展趋势。在脉搏诊断过程中，人的手臂发生轻微转动或者轻微平移会造成脉搏点位置发生变化，对脉搏诊断造成很大干扰。针对该问题，本文基于V-REP（Virtual Robot Experimentation Platform）机器人仿真软件对机器臂末端传感器跟随脉搏点运动进行控制仿真研究［2-3］。当脉搏位置发生变化时机器人能够控制末端脉搏传感器的中心点，时刻保持接触脉搏点，使传感器获取到真实的脉搏信息，提升诊脉质量。模拟场景如图1 所示。

针对机器臂末端跟踪控制的研究较多。如Chen 等［4］在改进自抗扰控制基础上提出一种用于控制六自由度串行机器人的高精度轨迹跟踪策略，改进基于循环混合四元数曲线的姿态轨迹规划算法，利用运动学方程和速度逆雅可比矩阵，将位置和姿态轨迹转化为关节轨迹，利用上述转换环节作为自抗扰控制的预处理环节代替典型自抗扰控制的跟踪微分器，消除跟踪延迟影响，通过仿真验证了结果；潘立等［5］针对具有参数不确定性和外界干扰的六自由度工业装配机器人，提出一种自适应鲁棒滑模跟踪控制器，实现了严格的轨迹跟踪、精确的参数估计和对外界干扰的鲁棒性。随着视觉图像处理技术的发展，利用图像处理技术进行指尖跟踪成为一种新的研究方向，Wei 等［6］提出一种新的基于图像处理的指尖跟踪算法，实验结果表明，改进的指尖跟踪算法能有效提高跟踪精度。……