机器人关节处的增量式编码器如何确定零位？

机器人关节处的增量式编码器如何确定零位？

机械人关节臂都安装了标准的增量式编码器，这些编码器具备A、B、Z三相输出。然而，在每次调试机械腿时，如何确保编码器都精确地处于零位，这个问题该怎么解决呢？

图为机器人关节处编码器数据测试照片

如果仅使用普通的增量式编码器，确实“无法直接确定零位”（此处加引号，是因为后续会探讨可能的解决方案）。这是因为增量式编码器只能提供相对位置信息，而无法直接给出绝对位置。
相对位置是指相对于编码器自身定义的某个零点（为便于描述，我们称之为“伪零点”）的位置。但在大多数情况下，这个“伪零点”并不是我们希望为机器人设定的零点（即“真零点”）。
通常，“伪零点”是在机器人上电时由编码器立即确定的，编码器会将上电时的位置记录为零点。然而，如果我们想要设定“真零点”，就必须了解“伪零点”与“真零点”之间的位置差异。

以下是两种可能的解决方案：

1、添加传感器：
可以通过增加其他类型的传感器来获取这个位置差异。这些传感器可以是绝对编码器、光电开关或机械按钮开关等，只要能达到目的即可。尽管不同传感器的精度可能有所不同，但它们都能帮助我们找到期望的“真零点”（尽管可能存在一定的误差）。
2、通过机械限位：
另一种方案是不添加额外的传感器，而是让机器人的各个关节进行运动，直至达到关节的机械限位，此时力矩会显著增加。通过获取关节在限位时的位置值，并反算出关节限位值与零点位置时关节位置值的差异，从而进行“真零点”的标定。标定完成后，我们就能知道“真零点”在“伪零点”坐标系下的位置，进而通过相对编码器推算出绝对位置。（但这种方法可能存在较大的误差，在实际应用时，需要确保机械结构的强度，并注意安全。）

通过上述方法，我们可以更准确地确定机器人关节处增量式编码器的零位，从而提高机械腿的运动精度和可靠性。

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