机器人力控:导纳控制性能受限于力矩传感器的动态特性

机器人拖动示教和导纳控制不是完全相同的概念!!

机器人拖动示教(也称为示教编程或示教学习)是一种机器人编程方法,它通常不同于传统的编程方式,如编写程序代码或脚本。在示教编程中,操作人员通过手动操作机器人的末端执行器(例如,移动机器人的手臂或工具)来演示所需的任务或轨迹。机器人系统会记录这些操作,并将它们转化为机器人可以自动执行的运动和动作。

导纳控制是一种机器人控制策略,它通常用于在机器人与环境交互时保持柔性和适应性。导纳控制允许机器人根据外部力或力矩的变化来调整其动作,以适应环境中的不确定性和障碍物。它可以用于让机器人更好地执行与人类操作员协作、与不同环境互动或进行力控制任务。

当施加力矩传感器上时,弹性元件发生形变,导致传感器读数的增加。然而,当施加力矩消失时,由于弹性元件的特性,形变不会立即恢复为零,而是以一定的速度衰减。这种现象导致了传感器读数在力矩消失后仍然存在,并逐渐恢复为零的过程。在机械臂等随动系统中,这种传感器响应的滞后性可能会导致所谓的反弹现象,即系统在力矩消失后仍然执行一定的运动,导致角位移。这种反弹现象的大小取决于力矩传感器读数恢复为零的能力,即传感器自身的性能,尤其是其动态响应特性。

为了减小反弹现象,可以考虑以下方法:

  1. 改进传感器设计: 优化传感器的结构和材料,以减小弹性元件的形变,从而缩短传感器读数恢复为零的时间。
  2. 引入滤波器: 在传感器输出信号上使用滤波器,以平滑传感器读数的变化,减小突变,降低反弹的影响。
  3. 采用先进的控制策略: 使用先进的控制算法,如自适应控制或者模型预测控制,可以更好地应对传感器的动态响应特性,减小系统的过冲和反弹。
  4. 增加阻尼: 在机械结构中增加阻尼元件,可以减小系统的振动,降低反弹现象的影响。

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