Sensodrive 力控技术赋能柔性机器人：SensoJoint力控关节模组在连续体机器人平台的应用实践

机器人的手感，能不能像物理弹簧一样真实、可测、可调？做连续体机器人、外骨骼的工程师多半琢磨过。德国Sensodrive公司的SensoJoint关节模组的答案：把柔顺做成输出端可测可控的力矩闭环。

一、普通伺服为何“柔不顺”

普通伺服依靠电机电流反推输出力矩，谐波减速器摩擦、电机纹波、齿槽效应都会带来估算偏差。SensoJoint在输出端内置Sensodrive扭矩传感器（应变片式）直测真实输出力矩，配合主动摩擦补偿、电机纹波补偿、齿轮晃动补偿、电机惯量补偿，对传动链路的多项干扰进行补偿；这也是搭载这套驱动方案的机器人整机能够实现“物理弹簧”般柔顺手感的来源。

二、虚拟弹簧柔顺：软硬可调

连续体、外骨骼这类装备，整机需要实现“能软能硬”的交互特性。SensoJoint支持接近零力矩的柔顺行为（ZeroTorqueControl）；虚拟刚度、阻尼阻抗算法需要在外部控制器叠加实现，以此达成软件层面虚拟弹簧效果，实现软硬可调。

整机落地体验就是：手导拖动无对抗、接触环境不易发生抖动，表现安全、柔顺。

三、连续体机器人的“张力执行器”

连续体机器人的绳索张力最终反映在驱动轴力矩上。SensoJoint支持CiA402体系下的CST力矩指令，可作为张力执行器接入外部实时控制器。慕尼黑工大（TUM）采用SensoJoint关节模组搭建绳驱动连续体机器人，用于开展建模与状态观测研究。所有SensoJoint模组布置于机器人基座驱动绞盘，连续体柔性本体由TUM自研，项目未单独采购独立Sensodrive扭矩传感器零部件。多段连续体往往需要612路驱动在基座紧凑排布；SensoJoint将电机、减速器、力矩传感、驱动板、抱闸一体化集成，通过EtherCAT总线串联，节省基座空间与接线工作量。

四、低速丝滑是基本功

官方强调模组可实现低于1°/s的平滑低速运行，具备主动抑振、抑制stickslip粘滑效应能力。连续体本体本身偏柔性、易发生抖动，如果基座驱动低速运动卡顿，会直接造成张力闭环难以稳定；这正是搭载Sensodrive机器人力控关节模组开展丝滑力控实验的关键工程优势。

五、开放生态

遵循EtherCAT+CoE+CiA402标准接口；2021年起支持ROS，2024年底扩展至ROS2（适配RViz/Gazebo/MoveIt），配套完整文档与ESI配置文件。

小结

面向连续体基座驱动单元、外骨骼机器人、协作机器人等研发场景，SensoJoint关节模组可以把机器人交互“手感”转化为可量化的数据，将柔顺交互变为可配置参数，同时也可赋能Sensodrive力反馈类遥操作设备开发，非常值得力控方向的科研团队评估。

品牌介绍：作为源自德国DLR的技术企业，Sensodrive专注力矩传感与力控驱动技术，产品矩阵覆盖独立扭矩传感器、一体化关节模组、力反馈组件，面向医疗机器人、科研平台与人机共融装备提供底层硬件方案。