力控(阻抗控制 / 导纳控制)
Force Control (Impedance / Admittance Control)
机器人力控是什么?
力控(Force Control)指机器人关节直接控制输出力/力矩而不是只控制位置,让机器人在接触环境和人时表现出可控的"柔软度"。走路落地、双臂搬运、人机协作都离不开力控——纯位置控制的关节遇到意外接触会硬顶到底,力控关节则会顺势让步。
三种实现方式
- 力矩控制:直接给定关节力矩目标,最底层也最快,MIT 协议的
T_ff前馈力矩即此用途; - 阻抗控制:给定"虚拟弹簧-阻尼"参数(刚度 Kp、阻尼 Kd),位置偏差自动转成力矩输出,是腿式机器人最常用的方式,MIT 协议一帧指令即可同时下发 Kp/Kd 与力矩前馈;
- 导纳控制:测量外力、输出位置修正,常用于末端装力传感器的机械臂,带宽受位置环限制。
要不要力矩传感器?
高减速比关节的摩擦、效率变化和迟滞会降低电机电流到输出扭矩估算的准确度,因此高精度应用常配置关节或末端力传感器。准直驱(QDD)关节减速比较低,在完成电机转矩常数、减速器效率和摩擦标定后,可结合相电流估算输出扭矩。该方法适合部分本体感知与阻抗控制任务,但不能替代所有安全关键或高精度接触测量。BXI 85/70/50 系列关节电机通过 19.5 减速比行星方案、MIT 协议 CAN 指令与双绝对值编码器支持关节级控制。
