2. 水下机械臂抓取滑脱的应急重试策略

滑脱后的第一件事：判断“滑脱类型”

机械臂在抓取目标物时发生滑脱，不能直接原地加大夹持力重试。滑脱通常分为三类，处置方向完全不同：

• 夹持力不足型：夹爪压力反馈偏低或未达到设定值，目标物在闭合过程中被挤出。特征是滑脱发生在夹爪闭合阶段，视觉上目标物位移方向与夹爪闭合方向一致。
• 姿态失配型：夹持力正常，但夹爪轴线与目标物可夹持面不平行，接触面积小，目标物在提升瞬间旋转滑出。特征是滑脱发生在机械臂抬升阶段，目标物出现明显翻转。
• 表面滑移型：夹持力与姿态均正常，但目标物表面光滑或附着泥沙，摩擦系数不足，缓慢蠕滑脱出。特征是滑脱过程持续数秒，目标物位移缓慢增大。

本节以一次典型的姿态失配叠加夹持力不足的滑脱为例，完成受控重试。示例参数：目标物为圆柱形取样管，直径约 60 mm，质量约 1.8 kg（水中有效质量约 0.9 kg），夹爪为平行两指夹爪，额定夹持力 120 N，压力反馈量程 0–10 MPa 对应 0–150 N。

滑脱瞬间的数据判读

滑脱发生时，先回放最近 5 s 的夹爪压力曲线与视觉帧，按以下顺序判读：

1. 看压力峰值与保持值：若闭合后压力在 2.1 MPa（约 31 N）附近波动，远低于设定 4.2 MPa（约 63 N），说明夹持力不足是主因。
2. 看滑脱发生的动作阶段：闭合阶段滑脱偏向力不足；抬升阶段滑脱偏向姿态失配。
3. 看视觉位移方向：目标物沿夹爪法向平移为力不足；绕夹爪轴线旋转为姿态失配；沿重力方向缓慢下移为表面滑移。

姿态修正的具体做法

姿态失配的修正不能靠“感觉转一点”，要基于视觉给出的目标物轴线与夹爪轴线的夹角。示例中视觉测得夹角约 12°，但腕部俯仰修正量取 −8° 而非 −12°，原因是夹爪指面有约 4° 的贴合余量，过度修正会让夹爪单侧先接触，反而把目标物推离。

修正顺序建议为：先调腕部俯仰对齐轴线，再收窄夹爪开口至略大于目标物直径（示例 66 mm，目标物 60 mm），最后以低速接近。开口过大时夹爪闭合行程长，目标物易在闭合中被挤偏；开口过小时夹爪可能直接撞上目标物。

分级加压与稳定性验证

重试时不要一步跳到目标压力。分级加压便于观察每一级的压力保持情况：

1. 闭合至接触，压力升至约 1.5 MPa，停顿 0.5 s，确认目标物无位移。
2. 升至 3.5 MPa，停顿 0.5 s，观察压力是否稳定。
3. 升至 5.6 MPa，保持 3 s，压力波动应小于 0.3 MPa。
4. 微抬 20 mm，观察视觉中目标物与夹爪的相对位移和翻转角。

重试失败后的处置边界

连续重试上限设为 2 次。第二次仍失败时，不再原地加力，应执行以下之一：更换抓取点（如从管身中段改为靠近重心处）、改用抱夹或吸附等替代工具、标记目标位置后放弃并记录。盲目反复重试会消耗机械臂作业时间，也可能因夹爪反复冲击损伤目标物或夹爪指面。