超越“感知”：六维力传感力位混合控制成为智能机器人的“小脑”

在机器人从自动化工具向智能伙伴转型的过程中，“力控”始终是一道关键而又难以突破的瓶颈。尽管机器人已经具备了精确的“视觉”——例如3D视觉系统，以及强健的“四肢”——如高精度减速器和伺服电机，但在需要精细交互和瞬时响应的场景中，它们仍显得笨拙而局限。这种局限，很大程度上源于缺乏一个能够实时感知并响应外部力信号的“小脑”。

来源：蓝点触控官网

传统的位置控制在结构化环境中表现出色，可一旦面对非刚性或不确定的物理接触，就显得力不从心。六维力传感器的出现，为机器人提供了分布式的“触觉神经”，使其能够感知多维力与力矩。然而，仅仅“感知”还远远不够。真正的智能，来自于如何将感知信息实时转化为动作策略，这正是六维力传感器结合力位混合控制技术所要实现的目标——它正在成为机器人智能行为的“小脑”。

所谓力位混合控制，是指在机器人任务空间中，根据任务需求动态划分“力控制子空间”与“位置控制子空间”的控制方法。它并不是简单的力控与位控叠加，而是一种基于任务语义的智能解耦。

传统控制方法在诸如精密装配等任务中常常陷入两难：为了防卡死而设置的柔顺控制可能导致定位偏差，而为了保持轨迹精度设置的刚性控制又容易造成零件损伤。这本质上是因为将力与位置视为对立变量，只能做折中处理。

而力位混合控制则让机器人能够实现“多线程”作业。以典型的“轴孔装配”为例，在轴向（Z向），机器人可以处于“柔顺模式”，像弹簧一样维持一个恒定的微细插入力；而在径向（X、Y向），则严格执行位置锁定，抵抗偏移。也就是说，机器人开始具备了“在某一方向让步，在另一方向坚持”的任务理解能力。

实现力位混合控制并不只是写入几行控制代码那样简单，它是对整个系统综合能力的考验，也构成了行业的技术壁垒。

首先是传感器的基本性能。控制精度建立在六维力传感器高信噪比、低维间耦合和强抗过载能力的基础上。如果微小力矩信号被轴向力干扰淹没，或在突发冲击下传感器失效，整个控制系统就可能崩溃。目前，一些国内企业如蓝点触控，通过在传感器结构设计、材料工艺及补偿算法上的创新，显著降低了耦合误差，为高精度力控奠定了基础。

六维力传感器硬件产品

其次是系统的实时响应能力。从感知力信号到驱动器响应，必须在毫秒级别完成。这就要求传感器具备高输出带宽，同时整个控制回路——包括传感器、控制器与驱动器——保持极低延迟。任何滞后都可能导致机器人在精细操作中抖动或过冲，因此专门为力控设计的实时系统尤为关键。

更进一步地，前沿的力位混合控制开始融合环境动力学模型。例如，在打磨一个未知曲面的工件时，机器人不仅能区分力与位置控制维度，还能根据接触力实时识别工件表面特性，并动态调整轨迹与力目标。这使得机器人从“被动响应”走向“主动适应”。

力位混合控制技术的发展也揭示出一个更深层次的趋势：在机器人智能化的进程中，硬件性能逐渐逼近极限，而软件算法，特别是与硬件深度结合的算法，正成为新的突破点。

六维力传感器在人形机器人上的应用

一个明显的现象是，领先的传感器厂商已不再仅仅提供硬件。他们正将经过反复验证的力控算法——如导纳控制、阻抗控制及自适应策略——与自家传感器的物理特性深度整合，推出“即插即用”的力控解决方案。例如蓝点触控所采用的路径，其意义在于用户无需投入大量时间进行底层算法调试和传感器标定，即可获得一个预校准、功能完整的力控单元，从而更专注于工艺开发。这大大推动了力控技术在工业现场的普及。

六维力传感器所实现的力位混合控制，是一项技术升级，更代表了一种控制理念的转变。它使机器人从只能执行预设程序的“演员”，转变为能够与物理世界实时互动、自主调整的“探索者”。在柔性制造、精准医疗、特种作业等众多领域，率先掌握这一“小脑”级能力，将在下一代机器人的竞争中占据先机。而这场竞争的关键，也已从硬件性能的比拼，转向软硬件协同创新能力的较量。