力矩传感器

力矩传感器又称六维力传感器，安装位置一般在机械臂法兰和末端执行器之间。它输出 Fx、Fy、Fz 三个力分量和 Mx、My、Mz 三个力矩分量。有了完整的六维信息，控制器才能分辨出到底是轴向顶住了还是侧向偏了——这是位置控制无论如何也给不出的判断。

内部通常是应变片桥路，受力后阻值变化被放大成电压，再通过一个标定矩阵解耦成六个分量。解耦矩阵的质量决定了轴间串扰有多大。串扰偏大时，纯轴向的推力会在力矩通道上读出虚假数值，柔顺控制随即出现误动作。

最常见的应用是轴孔装配。机器人先靠近孔位，接触后转入力控模式，按照测得的横向力微调姿态直到阻力消失再插入。类似的思路也用在打磨和抛光上：恒定接触力比恒定位置更能保证表面一致性。

采购时值得追问两个参数：额定量程和过载能力。量程按典型作业力选，过载按最坏碰撞情况选，两者往往不是同一个数量级。安全裕度不足时，一次意外撞击就足以让传感器报废。

某质检部门在引入自动装配单元时评估力矩传感器：待装配的连接器公差带很窄，纯位置示教的一次插入成功率不足七成。项目组接入力控后记录插入力曲线，用它作为验收指标，再决定是否转入常规生产。

此外还需注意温度漂移和末端负载补偿。工具自重和惯性力会叠加到读数上，机器人姿态变化时补偿模型必须跟着更新，否则低速与高速下的力控表现会明显不一致。