协作机器人介绍

传统的工业机器人已经在一些高速、重载、高精度的应用领域取得了不错的成果，但是由于工业机器人缺乏必要的传感设施，无法保证环境中工作人员的安全，工业机器人必须关在笼子里工作。

然而，随着制造业对柔性生产的需求不断增加，传统基于示教的工业机器人已逐渐无法满足工业生产的需求，于是，近几年大家开始关注协作机器人这一概念。简而言之，协作机器人就是指能够与人类在同一个工作空间下协同工作的机器人。

要想让机器人与人在同个环境里工作，首先就应该让机器人能够感知到环境中的工作人员，并作出相应的策略以防止伤害人类。在学术界，有一些利用视觉传感器或者人工皮肤的环境感知方案，但受限于成本、稳定性等要求，无法大规模推广。除此之外，也可以利用机器人关节来获取外界的信息。

       简单地说，机器人在碰到环境中的人后，人会对机器人产生一定的阻力。这种阻力会通过机器人的连杆传递到机器人的关节上。通过布置在机器人关节上的力矩传感器，或者电机端的电流传感器，我们便有可能计算出环境的接触信息。

      但是，实际上机器人正常运动的时候，电机需要控制连杆加减速，机器人连杆的重力、离心力、科氏力、惯性力等都会影响关节处力矩。为了实现外力的检测，我们需要先将这部分跟机器人运动相关的力给消除掉。已知机器人的运动状态，计算没有外力输入情况下的机器人关节力矩，这是一个经典的机器人动力学问题。

   利用动力学，我们可以计算出电机让机器人以某种状态运动所需的力矩，这就是所谓的理论计算力矩（包含惯性力、科氏力、离心力、重力等）；而如果机器人碰到了外界的物体，外力会造成实际测量力矩与理论计算力矩发生偏差。这样，我们就能够检测到机器人是否发生碰撞了。

另外，通过动力学的重力补偿，我们可以让机器人进入零重力模式，这时候，工作人员就可以直接拖动机器人的手臂，进行快速示教。