一種用于工業(yè)機器人虛擬碰撞的傳感器開發(fā)研究

一種用于工業(yè)機器人虛擬碰撞的傳感器開發(fā)研究

碰撞檢測是機器人結(jié)構(gòu)安全的一個基本問題。雖然目前已經(jīng)有幾種常見的方法用于機器人的碰撞檢測，但是大都需要專門的傳感器以及機器人動態(tài)模型的知識。而本文所提出的解決方案則是通過工業(yè)機器人的虛擬碰撞傳感器來完成。該方案只需要通過傳感器測量機器人電機的電流，然后與機器人控制器內(nèi)部動態(tài)模型所需的電流相比較，最后通過計算得到相應殘差。虛擬碰撞檢測就是通過將當前殘差的絕對值與時變正值閾值函數(shù)進行比較來實現(xiàn)的，該函數(shù)包括待檢測的最小碰撞轉(zhuǎn)矩的模型誤差和偏置項的估計值等。而傳感器靈敏度的確定，則可以先簡單地施加一個恒定值，然后隨著以后的適應進行改變，從而使得虛擬碰撞檢測更快速，魯棒性更好，還可以避免其他虛假的碰撞警告，尤其是在機器人行為變化較慢的情況下。本文還通過試驗來驗證了該方案的有效性。

提出了一種增強型的碰撞檢測算法，用來實現(xiàn)完整的虛擬碰撞。虛擬傳感器需要設(shè)定為其使用的機器人執(zhí)行特定任務所需的最合適的碰撞傳感器靈敏度。本文提出的算法目前僅適用于循環(huán)運動（典型的工業(yè)應用）的情況，因為它需要初始的學習階段，并需要在此階段估計閾值函數(shù)的偏差項。未來研究可以在靈敏性和魯棒性方面進一步改進，以用于高精度的工作任務，還可以做一些適當?shù)呐鲎埠蠓磻缤ㄟ^使用阻抗控制律。

刊名：Sensors（英）

刊期：2017年 第5期

作者：A.Klimchik et al

編譯：陳少帥