從力與運動的角度,阻抗控制實現規律可以總結如下:
1. 力與位移關系:阻抗控制通過建立力與位移之間的關系來實現控制。
這種關系可以使用彈簧-阻尼系統來描述,其中彈簧表示機器人的剛度,阻尼表示機器人的阻尼特性。根據該關系,當外部施加力對機器人產生作用時,機器人的位移會相應改變。
2. 阻抗參數調節:阻抗控制通過調節阻抗參數來控制機器人對外部力的響應。
阻抗參數包括剛度、阻尼和質量等,通過調節這些參數的值,可以實現對外部力的不同響應特性。例如,增加剛度可以使機器人對外部力更加剛性地響應,而增加阻尼可以使機器人對外部力的消散更快。
3. 力控制模式:阻抗控制可以實現力控制模式。在力控制模式下,機器人會根據外部施加的力來調整自身的位移,以實現對外部力的精確控制。這種控制模式廣泛應用于力導引、物體抓握和與人類操作者的協作等任務中。
4. 運動控制模式:除了力控制模式,阻抗控制還可以實現運動控制模式。在運動控制模式下,機器人會根據期望的位移來調整自身的力響應,以實現對運動的控制。
這種控制模式在需要控制機器人的運動軌跡或位置時非常有用。
5. 力與位移反饋:阻抗控制通常使用力與位移的反饋信息來實現控制。
通過實時測量外部施加的力和機器人的位移,控制系統可以根據設定的阻抗參數和控制策略來計算出合適的控制指令,以調整機器人的力響應和位移。
總體而言,阻抗控制通過建立力與位移之間的關系,調節阻抗參數以及使用力與位移反饋來實現對外部力和運動的控制。這種控制方法在機器人操作中具有廣泛的應用,能夠實現精準的力控制和與環境的交互,為實現柔性、精準和協作性的機器人操作提供了重要的手段。
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