概念词条 重要度 4/5
力控(柔顺控制)
又称:力控 · 力矩控制 · 柔顺控制 · Force Control · Compliant Control · Impedance Control
让机器人感知并主动调节与环境之间的接触力,实现安全、精细、适应性接触的控制方法体系。
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定义
力控(Force Control)是通过感知机器人末端或关节处的接触力/力矩,并将其作为反馈信号动态调整运动指令,使机器人能够主动适应接触约束的控制方法。典型实现包括阻抗控制(Impedance Control)、导纳控制(Admittance Control)和混合力/位控制(Hybrid Force-Position Control)。柔顺控制(Compliant Control)强调系统对外力的柔和顺从响应,是力控的子范畴。
为什么重要
纯位置控制的刚性机器人在与环境或人接触时容易造成损坏或危险。力控是精细操作(装配、插拔、打磨)和人机协作的必要条件,也是人形机器人进入工厂和家庭场景的安全门槛。对判断一家机器人公司的控制层技术深度,力控能力(尤其是关节级力矩感知)是关键指标。
技术现状
- 硬件支撑:关节级力矩传感器(如六轴力传感器、电机电流估计)是力控实现的基础,无力传感器的纯位置控制机器人难以做真正柔顺。
- 学习型力控(通过强化学习或模仿学习直接学习接触策略)正兴起,可处理难以解析建模的复杂接触场景。
- 刚柔耦合挑战:在需要高速度和高精度的场景,力控增益调节与系统稳定性之间的权衡仍是工程难题。