協(xié)作機(jī)器人伺服與傳感器分析

　　協(xié)作機(jī)器人要具備以上4個(gè)特點(diǎn)，就必須要有感知、控制和限制力矩的能力。通過(guò)感知外部極小的力矩變化并做出反應(yīng)避免碰撞，讓人機(jī)協(xié)作過(guò)程更輕松、安全。

　　1、超小型、功能強(qiáng)大的伺服驅(qū)動(dòng)器

　　一個(gè)驅(qū)動(dòng)器物理尺寸足夠小到能直接安裝在機(jī)器人關(guān)節(jié)上，保證了機(jī)器人尺寸小巧結(jié)構(gòu)緊湊。伺服驅(qū)動(dòng)器直接安裝在機(jī)器人關(guān)節(jié)上，把驅(qū)動(dòng)器放置在離編碼器反饋?zhàn)銐蚪牡胤娇梢怨?jié)省電纜，能減少干擾影響，獲得比較低的EMI和RFI指標(biāo)，系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提升。另一個(gè)讓驅(qū)動(dòng)器更易集成進(jìn)關(guān)節(jié)的特性是驅(qū)動(dòng)器固有的堅(jiān)固性，可以承受關(guān)節(jié)內(nèi)極高的機(jī)械加減速度。

　　2、雙閉環(huán)控制算法

　　雙閉環(huán)控制算法可以提升伺服電機(jī)性能達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。系統(tǒng)里的每個(gè)軸采用雙閉環(huán)控制算法來(lái)提高減速機(jī)后端關(guān)節(jié)末端位置的定位精度。增量式編碼器和Hall元件作為速度環(huán)反饋置于減速箱前端，19位高分辨率絕對(duì)值編碼器作為負(fù)載末端位置反饋。

　　3.運(yùn)動(dòng)冗余

　　運(yùn)動(dòng)學(xué)冗余對(duì)于在一個(gè)特定的空間內(nèi)操作幾個(gè)機(jī)器人是很有用處的，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)干涉很容易處理。六個(gè)自由度是具有完成空間定位能力的最小自由度數(shù)，多于六軸的機(jī)器人，統(tǒng)一稱為冗余自由度機(jī)器人。與傳統(tǒng)的6關(guān)節(jié)機(jī)器人相比，7關(guān)節(jié)機(jī)器人可以以多角度伸展機(jī)械臂接近一個(gè)特定的原件。冗余自由度機(jī)器人在避障、克服奇異點(diǎn)、靈活性和容錯(cuò)性方面具有更多的優(yōu)勢(shì)，因此在復(fù)雜的工作環(huán)境中冗余自由度的工業(yè)機(jī)器人將擁有更多的用武之地。

　　4、力矩傳感器

　　在人機(jī)協(xié)作的環(huán)境中，這些機(jī)器人被安排去完成高速、高精度的任務(wù)。使用相機(jī)、力傳感器和其他感知元件，機(jī)器人可以感知到人存在并做出相應(yīng)動(dòng)作避免對(duì)人造成傷害。某些情況下，力矩傳感器被放置在電機(jī)減速箱的后面來(lái)直接檢測(cè)外部力矩的任何快速增加的變化；而其他時(shí)候，機(jī)器人需要輸出一定扭矩去提升負(fù)載和把負(fù)載從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置。當(dāng)機(jī)器人識(shí)別出運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一個(gè)異常扭矩增加值，如碰撞，會(huì)自動(dòng)停下來(lái)。

　　5、安全傳感器

　　要想讓工業(yè)機(jī)器人與人進(jìn)行協(xié)作，首先要找出可以保證作業(yè)人員安全的方法。這些傳感器有各種形式，從攝像頭到激光等，目的只有一個(gè)，就是告訴機(jī)器人周圍的狀況。最簡(jiǎn)單的例子就是電梯門上的激光安全傳感器。當(dāng)激光檢測(cè)障礙物時(shí)，門會(huì)立即停止閉合并回縮，以避免碰撞。在機(jī)器人行業(yè)里的大多數(shù)安全傳感器也差不多是這樣。

　　6、零件檢測(cè)傳感器

　　在零件拾取應(yīng)用中，（假設(shè)沒(méi)有視覺(jué)系統(tǒng)），你無(wú)法知道機(jī)器人抓手是否正確抓取了零件。而零件檢測(cè)應(yīng)用可以為你提供抓手位置的反饋。例如，如果抓手漏掉了一個(gè)零件，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)到這個(gè)錯(cuò)誤，并重復(fù)操作一次，以確保零件被正確抓取。