協(xié)作機(jī)器人的雙編碼器如何使用？下面無錫華爾圣來講解下：

1. 背景介紹

UR是各關(guān)節(jié)的單圈絕對值編碼器和多圈增量編碼器混合動(dòng)作的方式。 關(guān)于該雙編碼器的用途，UR公式中沒有說明，但互聯(lián)網(wǎng)上目前推測的用途有絕對值型的零點(diǎn)查找用和增量型的控制用兩種。 實(shí)際上，有可能將增量反饋值訪問位置環(huán)，絕對值訪問速度環(huán)。

可根據(jù)2個(gè)編碼器的誤差值間接得到關(guān)節(jié)輸出轉(zhuǎn)矩。 也就是說，將2個(gè)編碼器作為關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)矩傳感器處理。

功能1爭議不大，國內(nèi)很多家的合作機(jī)器人都采用了這種控制方式。 關(guān)于功能2有一定的爭論。 其次，通過一些實(shí)驗(yàn)，探討這種方式的實(shí)際可行性。

2 .實(shí)驗(yàn)流程

采用包括電機(jī)、高次諧波減速機(jī)、雙編碼器單元在內(nèi)的單關(guān)節(jié)模塊，圖中的彈簧等效于傳動(dòng)中的所有柔性元件。

在實(shí)驗(yàn)中，讓電機(jī)沿不同的正弦軌跡行走，記錄兩個(gè)編碼器的角度，并畫出差異作為關(guān)節(jié)傳動(dòng)中的變形角。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確實(shí)存在穩(wěn)定的機(jī)械變形量，通過將該變形乘以關(guān)節(jié)剛性可以得到關(guān)節(jié)輸出轉(zhuǎn)矩。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 .可行性分析

存在這種變形，為關(guān)節(jié)力矩的估計(jì)提供了可能性。 學(xué)術(shù)界也存在利用這種變形信息進(jìn)行矩估計(jì)的研究[ 1，2 ]。 這兩篇文章也比較新，里面涉及的標(biāo)定等過程很復(fù)雜，要真正大量用于實(shí)踐還需要探討。 為了推定力矩，需要取得可以通過施加已知載荷來推定的關(guān)節(jié)剛性。但是，高次諧波減速機(jī)等減速機(jī)的剛性特性是非線性的。

減速器關(guān)節(jié)剛度特性曲線

關(guān)節(jié)剛性過大，會導(dǎo)致力矩推測靈敏度。 例如，如果關(guān)節(jié)剛性為10^4 Nm/rad，編碼器為17位，則zui小可檢測轉(zhuǎn)矩約為0.48 Nm。 另外，減速機(jī)的特性過于復(fù)雜，各種非線性、遲滯特性、轉(zhuǎn)矩脈沖的變動(dòng)等都會對這種轉(zhuǎn)矩估計(jì)方式產(chǎn)生難以預(yù)測的影響。

總結(jié)：減速機(jī)本身的復(fù)雜特性，以及減速機(jī)摩擦力復(fù)雜的特性，對機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的建模和識別精度產(chǎn)生了不良影響。 轉(zhuǎn)矩感知方式需要盡量隔離減速機(jī)的影響。 雙編碼器方式不能代替關(guān)節(jié)關(guān)閉扭矩傳感器的作用。 2編碼器用于進(jìn)行轉(zhuǎn)矩估計(jì)的作用有限。

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