异构三机器人协同搬运的高柔顺性研究

摘要

针对异构三机器人系统的协同搬运柔顺性问题，提出基于近端策略优化（Proximal policy optimization）的强化学习控制方法.在CoppeliaSim机器人仿真器中建立了异构三机器人协同搬运的仿真环境，分别开展了力控制与强化学习控制的对比仿真.仿真结果表明：强化学习控制下，物体质心的轨迹误差在Z方向上最优，仅为力控制的4.7%，机器人2的末端速度变化和其典型关节的角速度变化更为平滑.采用sim2real的方法，将两种控制方法部署到三机器人协同搬运实验中.实验结果表明：强化学习控制下，Z方向的物体轨迹跟踪误差同样最优，仅为力控制的5.4%.机器人2在X方向上的速度变化仅为力控制的20.7%，其典型关节展现出更好的柔顺性，角速度变化仅为力控制下的35.2%.仿真与实验结果表明：强化学习的控制效果更优，也具备从仿真到现实迁移的可行性.

关键词

异构的 / 三机器人 / 协同搬运 / 强化学习 / 柔顺性

基金资助

国家自然科学基金资助项目（62073092）; 福建省智能加工技术及装备重点实验室开放基金项目资助项目（KF-01-22005）; 广东省自然科学基金资助项目（2021A1515012638）; 福建省自然科学基金资助项目（2025J01985）