目前,拖动示教主要有以下四种方法:
这种控制方式的基本思路是让电机工作在电流环模式下。当用户拖动机器人时,电机尽量抵消系统中的重力和摩擦力,使得用户能够轻松地推动机器人。然而,这种方法的一个缺点是在机器人运动时,用户需要克服较大的静摩擦力。此外,这种控制方式对识别精度有较高的依赖,而无法准确识别的参数会导致控制器无法做出有效的补偿。
通过闭环力控,可以实现力反馈。这种方式利用算法估算用户的牵引力矩,再通过阻抗控制,使电机提供一个辅助力矩,帮助用户拖动机器人。具体步骤包括: 1. 推导机器人动力学的解析表达式; 2. 识别机器人各关节的惯性参数和摩擦参数; 3. 计算力矩补偿值。
在机器人末端安装力矩传感器,可以直接将用户施加的力转换为各个关节的运动指令。尽管这种方法没有考虑机器人的动力学特性,但在一定程度上提升了用户体验。为了获得更好的效果,需要选择性能较好的传感器。
此方法需要在机器人关节处安装力矩传感器和双编码器,形成柔性关节或线弹性驱动器。这种方法在库卡LWR和iiwa机器人上的应用较为成熟。其主要优点是用户体验良好,但成本相对较高,并且由于其特殊的结构设计,目前主要应用于轻型机械臂。
以上四种方法各有优劣,在选择时应根据实际应用场景进行综合考虑。