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A Kinesthetic Teaching Framework for Tasks With Contact Transitions and Time-Optimized Execution

Thelenberg, Nikolas und Ott, Christian (2026) A Kinesthetic Teaching Framework for Tasks With Contact Transitions and Time-Optimized Execution. IEEE Robotics and Automation Letters, 11 (4), Seiten 3971-3978. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2026.3662532. ISSN 2377-3766.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/11373869

Kurzfassung

In kinesthetic teaching, a robot is manually guided by a human operator to demonstrate a task. Most methods focus on replaying the recorded motion, but are agnostic to contact transitions, which can be critical when interacting with rigid environments. To overcome this limitation, we propose a framework that allows to teach motions in free space as well as in contact while preventing fast unintended contact transitions. This is accomplished by exploiting a projection-based unilateral damping force that increases close to contact. We derive an explicit analytical expression for the damping characteristics to ensure a safe stop before the contact when no further forces act on the robot. Furthermore, after the teaching, the recorded motion data is utilized to generate a time-optimized trajectory based on convex optimization, in which the contact transitions are explicitly considered. We validated our framework in experiments with a torque-controlled manipulator.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224122/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A Kinesthetic Teaching Framework for Tasks With Contact Transitions and Time-Optimized Execution
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Thelenberg, NikolasNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Februar 2026
Erschienen in:IEEE Robotics and Automation Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:11
DOI:10.1109/LRA.2026.3662532
Seitenbereich:Seiten 3971-3978
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Kinesthetic Teaching
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Basistechnologien [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Strobl, Dr.-Ing. Klaus H.
Hinterlegt am:24 Apr 2026 13:00
Letzte Änderung:24 Apr 2026 13:00

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