机器人零力拖动技术路线
目录
- 技术路线
- 外力信息来源
- 外力估计原理
- 工作空间类型
- 拖动原理
- 附加功能
- 示例
- 关节空间拖动
- 笛卡尔位置空间拖动
- 虚拟围栏
- 奇异规避
技术路线
外力信息来源
- 电流
- 关节力矩传感器
- 多维力/力矩传感器
- 末端安装
- 基座安装
- SEA
- 双编码器
外力估计原理
- 动力学模型求解
- 广义动量原理
- 卡尔曼滤波
工作空间类型
- 关节空间
- 笛卡尔空间
- 位置空间
- 姿态空间
- 位姿空间
拖动原理
关节力矩补偿
1. 实现简单基于狭义阻抗
1. 与刚度高的环境接触不容易出现抖动，例如，用手紧握机器人末端工具也不会出现失稳的情况
2. 实现笛卡尔空间拖动功能时，不会由于奇异导致失稳
3. 机器人需工作在力矩模式下，而大多工业机器人和协作机器人只提供位置/速度控制接口基于狭义导纳
1. 机器人需工作在位置控制模式，大部分工业机器人和协作机器人均能提供位置/速度控制接口
2. 与高刚度环境接触时容易出现抖动
3. 实现笛卡尔空间拖动功能时，接近奇异会导致超速、失稳现象，需结合奇异规避算法，算法复杂度增加
附加功能
- 虚拟围栏
利用势场法实现 - 奇异规避
利用阻尼倒数法、势场法实现 - 关节角度限位
- 关节速度限幅
示例
关节空间拖动
技术路线：关节力矩传感器-广义动量原理-卡尔曼滤波-关节空间-狭义导纳
技术路线：电流-动力学模型求解-关节空间-关节力矩补偿
笛卡尔位置空间拖动
技术路线：关节力矩传感器-广义动量原理-卡尔曼滤波-笛卡尔位置空间-狭义导纳
虚拟围栏
技术路线：关节力矩传感器-广义动量原理-卡尔曼滤波-笛卡尔位置空间-狭义导纳-虚拟围栏
奇异规避
技术路线：末端力传感器-负载重力补偿-笛卡尔位置空间-狭义导纳-奇异规避
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