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具身智能机器人安全力矩控制与碰撞检测指南.docx
资料介绍
具身智能机器人安全力矩控制与碰撞检测指南
1 概述
安全力矩控制是机器人实现人机协作的基础。当机器人与人类或环境发生接触时，需要快速检测碰撞并做出安全响应。本文介绍碰撞检测原理、力矩控制方法和安全策略配置。
2 碰撞检测原理
基于电流检测通过监控电机电流的异常变化检测碰撞，成本低、无需额外传感器，但灵敏度较低，容易误报。基于力矩传感器使用关节力矩传感器或六维力传感器直接测量外力，灵敏度高，响应快，但成本高。基于模型的方法通过动力学模型预测期望力矩，与实际力矩比较，偏差超过阈值则判定为碰撞。
3 力矩控制模式
重力补偿机器人悬空时保持末端位置，外力推动时柔顺跟随，适合人机协作示教。零力模式机器人完全柔顺，外力任意拖动，适合拖动示教。阻抗控制机器人末端的力-位移关系呈弹簧-阻尼特性，刚度可调，适合装配和打磨。力跟踪控制机器人末端精确跟踪目标力，适合恒力打磨和抛光。
4 安全响应策略
立即停止检测到碰撞时立即停止运动，适合紧急情况，但可能产生冲击。弹性退让检测到碰撞时沿受力方向退让，减小接触力，适合人机交互。限速运行检测到人接近时降低运行速度，适合人机共存场景。区域限力在特定区域内限制最大输出力，适合近距离操作。
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