摘要
在人体肢体上环绕移动的穿戴式机器人必须保持足够牢固的抓握力以避免打滑或脱离，同时又不能施加过大压力而造成伤害——这种平衡恰恰在机器人围绕肢体运行、重力不断重新分配接触载荷时最为难以把握。本文提出了一种开放式的、非拟人化的机器人，它通过三点接触抓取方式包裹在柔顺的圆柱面上：一个带有两个共线驱动轮的中央牵引模块，以及两条带有末端滚轮的双侧弹簧加载臂。其核心贡献在于一种驱动力空间分解方法：将两个侧向轮转矩表达为共模/差分基，从而同时驱动轨道运动和调节中央法向力。我们证明该基对滚动运动学和静力学力平衡均实现了完全解耦，因此差分（抓握调节）通道与共模（推进）通道在可证意义上正交：仅需一对执行器即可同时完成两项任务，彼此互不干扰，且无需专用的力控机构。我们基于静力学接触模型推导出一种模型驱动的预测控制律，并由柔顺臂的反馈通过PI修正项进行补偿——柔顺臂同时充当力传感器——从而将中央法向力保持在安全范围内；在整周旋转仿真中，差分指令在克服重力载荷波动时会改变符号，同时不影响轨道运动。相同的柔顺臂还可对圆柱半径和接触几何进行解析估计，在45–
