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机器人足部力传感器与动态平衡控制技术.docx
资料介绍
机器人足部力传感器与动态平衡控制技术
引言
双足直立行走是人形机器人最具挑战性的能力之一，其核心在于稳定控制机器人在动态过程中的平衡。足部力传感器作为人形机器人感知地面反作用力的关键器件，为平衡控制器提供接触力的大小、方向、作用点等关键信息。从静态站立到动态行走，从平坦地面到复杂地形，足部力传感器与惯性传感器、关节编码器的协同工作，使机器人能够在各种工况下保持稳定平衡。2026年，南京数智微传感等企业已实现六维力传感器的规模化量产，其产品部署于人形机器人足部力控系统，支撑机器人在碎石、草坪等非平整地面上的稳定行走。本文系统阐述足部力传感器的技术原理、平衡控制策略及其在人形机器人中的应用。
足部力传感器技术
足部六维力传感器
人形机器人足部需要承受较大的冲击力与动态载荷，对传感器的量程、抗过载能力、可靠性提出了较高要求。足部六维力传感器通常采用应变式结构，量程覆盖数百至数千牛，配合过载保护结构可承受数倍于额定载荷的冲击。传感器安装于足部踝关节与足底之间，实时测量足底与地面之间的三维力与三维力矩。2026年量产的国产六维力传感器在足部应用中，力分辨率达0.01牛，力矩分辨率达0.001牛·米，动态响应频率超过5千赫兹，一阶固有频率达1.2千赫兹，能够在高速行走中维持精确的力测量。传感器集成EtherCAT、CANopen等工业总线接口，与机器人控制器实现纳秒级同步的数据通信。
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| 1803-机器人足部力传感器与动态平衡控制技术.docx | 40K |
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