機器人抖動不止？7招化解“帕金森”難題

在各種運行穩定性問題中，本體前端的抖動問題是 棘手、 常見的問題之一。從抖動形成機理上說，它是個非常復雜的問題，涉及機械、電氣、軟件、算法等各方面。庫臂智能研發團隊經過長期探索，自主研發攻克機器人抖動“難題”，使高速、高精運行下的機器人“如虎添翼”。

機器人為何會“抖”

為什么機器人在運行的過程中會發生抖動呢？我們認為主要的原因來自下面幾點：

一方面機器人運行中抖動主要是由共振引起的，另一方面驅動控制環路難以通過一套參數適配所有工況，導致負載動態范圍大、位置傳感器無法直接對負載端進行直接控制，產生末端位置偏差，引起抖動。同時機器人由于減速機等柔性環節的存在，在定位時極易在末端發生抖動現象。

抖動為何“難”以

首要原因是抖動難以觀測。出于成本考慮，減速器末端一般不會加裝編碼器，位置反饋的是電機的輸出端位置信息。其次機器人系統現場工況的多樣性與時變性導致機器人的抖動難以。后邊就是機器人各關節力矩互擾等因素也導致了抖動難以。

7招防抖

經過多次推理-論證-實驗-反饋的迭代，配天機器人研發團隊對機器人“抖動”問題辨證施治，對癥施藥，研究了一系列行之有效的高級算法，成功攻克機器人抖動難題。配天的整體方案吸收了多種不同工況下行之有效的方法：

1、濾波器法：對共振頻點進行陷波濾波，通過增益補償消除陷波引起的相位誤差。

2、觀測器法：預估本體末端位置，針對預估的位置做一些參數提前的適配。

3、阻尼法：提取振動速度信息，同時施加一個反向阻尼，改變振動相應。

4、驅動器參數整定與動態適配：根據負載情況適配恰當的驅動器參數，實現對振動的有效控制。

5、力矩前饋：基于動力學的力矩前饋，適配大動態范圍的負載變化。

6、運動學優化：通過路徑規劃或者速度規劃減少共振發生的可能性、影響程度，即對不同的運動段合理規劃加速度、加加速度，減少抖動的發生。

7、減弱激勵強度：以典型的周期性激勵-減速器傳達精度的變化為例，由于加工和安裝的不完美，減速器在傳動過程中會附加周期性的干擾，形成共振激勵源，通過優化中心零部件的品質，有助于控制激勵幅度，進而振動。

解決了機器人在動作或者停止時的抖動問題，真正提高工業機器人的出廠質量，為用戶提供更高性價比、更可靠的工業機器人產品，使得機器人能夠成功應用在更多行業。