机械臂的零力拖动(Zero Force Control)指的是在机械臂的关节没有输出扭矩的状态下,利用外力使其产生运动的一种方式。
其基本原理是:1. 先切断机械臂关节的控制器,使关节不能输出扭矩。
2. 然后人工对机械臂施加外力,带动其执行运动。
3. 这时由于关节输出扭矩为零,机械臂会随着外力移动,实现被动运动。
4. 通过测量关节位置,可以记录下这种被动运动轨迹。
5. 再将记录的轨迹转换为正常的运动控制指令,就可以使机械臂重复刚才的被动运动。零力拖动的主要应用有:- 教导机械臂运动路径
- 识别机械臂运动学参数
- 估计机械臂动力学参数
- 检测机械臂关节故障通过零力拖动的被动运动,可以获得丰富的机械臂状态信息,是机器人标定与诊断的有效手段之一。
机械臂的直接示教和零力拖动有着密切的关系:
1. 直接示教是利用外力带动机械臂运动,记录其关节角位置,作为控制的示教信息。
2. 而零力拖动也是施加外力带动机械臂运动,记录关节角位置。
3. 区别在于,直接示教是在正常控制模式下进行的,关节控制器 aktiv,以匹配外力运动。
4. 零力拖动是在切断关节控制后进行的,关节不输出扭矩,完全被动移动。
5. 直接示教获得的记录轨迹可直接作为控制指令复现运动。
6. 零力拖动获得的记录轨迹需要转换处理后才能用于控制。
7. 直接示教注重快速获取运动控制信息。零力拖动更侧重机械臂状态标定。
8. 但二者原理相通,都是依靠外力带动产生被动运动,实际应用中也存在交叉。
9. 可以说直接示教是一种特殊的零力拖动应用。结合两者可以获得更丰富的机械臂信息。