協作機器人制動狀態下拖動示教原理

1、硬件基礎

1. 集成力矩傳感器 / 電流環力矩觀測

• 高端方案：關節內置力矩傳感器，直接讀取人施加的外力。
• 多數國產協作（藦卡等）：利用電機電流做力矩觀測，不需要額外傳感器，通過電機繞組電流推算外部施加的力矩。

1. 關節電磁抱閘（制動器）依然保持上電抱閘鎖止狀態，不釋放

傳統拖動示教：打開抱閘→電機斷電，手掰；

協作拖動示教：抱閘不松開，電機處于伺服激活狀態。

2、工作邏輯（關鍵）

1. 進入拖動示教模式，抱閘維持制動閉合，不解鎖，抱閘本身會產生機械摩擦阻力。
2. 人手推動機器人末端，關節產生外力，力矩傳感器 / 電流觀測檢測到外部力矩信號。
3. 控制器輸出反向補償力矩，電機主動輸出抵消抱閘摩擦力、減速機內部阻尼，把抱閘帶來的機械阻力 “抵消掉”。
4. 電機跟隨人手外力做隨動旋轉，抱閘機械結構依舊夾緊，只是電機輸出力矩克服抱閘阻力實現轉動。
5. 一旦人手撤去外力，檢測不到外部力矩，電機立刻停止輸出補償力矩，抱閘立刻發揮制動鎖止作用，機器人馬上停住，不會滑落。

??注意：不是松開抱閘！抱閘一直處于制動鎖緊，電機做功對抗抱閘摩擦力實現手動拖動。一旦斷電，電機沒有補償力矩輸出，抱閘直接鎖死關節，防止墜落，保證安全。

3、和傳統機器人拖動示教本質區別

4、限制條件

1. 補償力矩有上限，不能無限大；人手需要克服一部分殘余阻力，不是完全零阻力。
2. 如果機器人過載、報錯，拖動示教模式退出，補償力矩撤銷，抱閘直接鎖死，無法再拖動。
3. 斷電瞬間直接鎖死，這也是協作機器人的安全設計點。

5、補充：部分協作機另一種方案（抱閘釋放式拖動）

二者區分：

• 抱閘保持制動拖動：抱閘不打開，電機對抗抱閘阻力，安全性更高；
• 抱閘釋放拖動：抱閘打開，只靠電機重力補償維持位置，一旦伺服失效會有下墜風險。藦卡協作機器人優先采用第一種抱閘維持制動的拖動示教方案。