谢朝政，刘建群

(1.广东工业大学 机电工程学院，广东 广州 510006；2.广东省微纳加工技术与装备重点实验室，广东 广州 510006)

0 引言

直接示教机器人在某些工程(例如喷漆、抛光)方面具有相当大的作用，具备极高的友好性、高效性[1]，操作工在示教模式下直接用手操纵机器人执行器进行示教，无需掌握任何机器人知识和经验。机器人能通过示教点还原工作轨迹进行再现，方便快捷。

直接示教又分为功率级脱离示教和伺服级接通示教[2]。功率级脱离示教即是将机器人由人搬动，使机器人沿着预定的轨迹运动的一种示教方法；伺服级接通示教即是使用机器人执行器去间接搬动机器人手臂的一种示教方法，且机器人手臂和各驱动器之间不必脱离。在一般情况下功率级脱离示教需要相当大的劳动强度，并且操作不便，故大多数工业机器人采用伺服级接通示教的方法，同时在机器人执行器上加装多维力传感器，以便操作工用来引导机器人运动。Choi和Park[3-4]等对六关节串联机器人的直接示教系统进行了研究和开发，且在各关节装有力矩传感器。黄冠成[5]通过末端力传感器采集的受力信息在位置控制模式下对姿态进行角速度补偿，从而使直接示教操作更加柔顺。

一般的工业机器人质量和惯性较大，操作工直接示教的时候无法顺畅地进行操作，并且力传感器成本较高，示教效果会受到力矩传感器精度的限制，故采取一种免力矩传感器的控制方法，通过机器人各关节编码器获取的机器人运动状态求得机器人各关节力矩，从而可以通过助力的方式来减小操作工在示教操作中的阻力。……