行者 R1 Pro 轮式双臂科研机器人 精密装配柔性操作实验平台
传统位置控制机器人只按照预设轨迹走到固定坐标，对位置误差极其敏感，遇到微小定位偏差、零件公差、物体形变很容易卡死、顶坏工件。在精密插装、零件装配、织物整理、易碎物品操作这类场景，单纯位置控制方案很难落地。
柔顺力控让机器人能够感知接触力，根据力反馈实时调整运动轨迹，允许一定位置偏差，实现 “柔性接触”。高质量力控实验有硬性前提：力传感器采样频率高、信号噪声低、控制闭环延迟小、双臂协同同步。
行者 R1 Pro 双臂内置高频六维力扭矩传感器，原生支持阻抗控制、力位混合控制、力跟踪策略开发，搭配移动底盘与可调躯干，可在空间多点开展装配、柔性交互实验，是柔顺控制与精密操作方向的真机验证平台。
一、力觉柔顺控制，是机器人从 “抓得起” 到 “做得准” 的核心能力
视觉可以告诉机器人目标在哪里，但无法感知接触松紧、装配卡滞、物体形变。 很多装配任务本身就存在位置公差：插头插接口、轴孔配合、小件组装，视觉定位存在厘米甚至毫米级误差，如果机器人刚性顶入，极易损伤工件或者机器人本体。
柔性物体更加特殊：布料、硅胶、软包装，本身没有固定抓取位姿，接触后形态持续变化，必须依靠力反馈动态调整。 柔顺控制算法的研发，不能只在仿真里验证。仿真中的力模型简化、接触摩擦参数理想化，和真实物理接触差异巨大。必须在真机上反复调试力阈值、阻抗参数、力跟踪控制器，观察不同接触状态下的响应效果。
不少科研平台力传感器仅作为安全保护，不开放原始力信号用于控制闭环；R1 Pro 将高频力传感作为核心感知与控制输入，支持研究者自主开发全套力控策略。
二、行者 R1 Pro 高频力传感与双臂力控硬件基础
整机尺寸 900×550×1620mm，底盘自重 150kg，额定载重 100kg，最高移动速度 1.8m/s，续航 4 小时，FAST-LIO2 SLAM 定位，多层安全防护，适合长时间力交互重复实验。 力控系统核心配置：
- 双臂末端集成六维力 / 力矩传感器，采样频率 5kHz，力控精度 0.15N / 0.05N・m，力信号信噪比高；
- 支持力位混合控制、阻抗控制、导纳控制、直接力跟踪多种控制框架开发；
- 左右双臂独立力传感，可开展双臂协同力控、协同夹持、协同装配；
- 可升降俯仰躯干拓展作业空间，机器人移动到不同工位，在不同高度台面开展装配任务；
- 力信号与图像、点云统一时间戳，方便开展视觉 - 力觉融合策略；
- 力保护阈值独立可配置，调试力控算法时可以设置柔性上限，防止过大冲击力损坏工件。
整套力控链路底层开放，研究者可以绕开预设控制器，自研上层力控闭环，满足控制理论方向研究。
三、典型柔顺交互与精密装配研究范式
依托 ROS2 解耦架构，可搭建标准化力控实验流程：
- 视觉粗定位：头部 / 腕部相机识别工件、装配孔位，规划接近轨迹；
- 柔顺趋近：切换至阻抗模式，机器人缓慢靠近接触面；
- 力反馈调节：检测到接触力之后，根据力的大小、方向实时微调末端姿态，补偿视觉定位偏差；
- 力跟踪装配：沿着装配方向维持目标接触力，完成插装、推入、贴合动作；
- 回采数据：同步记录关节轨迹、六维力曲线、图像帧，分析装配失败原因（卡滞、侧向力过大、姿态偏斜）。 除刚性小件装配外，还可以开展柔性物体交互实验：夹持软袋、抚平织物、挤压形变物体，研究基于力信号的物体状态识别。
四、适配力控方向主流科研课题
- 机器人阻抗 / 导纳控制器设计、参数自适应优化；
- 轴孔插装、小件精密装配的力跟踪策略；
- 视觉 - 力觉融合的柔顺抓取与装配算法；
- 双臂协同力控、协同负载搬运与交互；
- 基于力信号的物体材质、刚度、形变状态识别；
- 非结构化环境下柔性物体操作（织物、软包装、易碎品）；
- 力控大模型、具身智能体端到端力交互决策。
五、R1 Pro 在柔顺力控实验上的差异化优势
第一，高频原生力控闭环，力传感不是附加选配模块，从底层支持力位混合控制开发，区别于很多仅带力超限报警的机械臂；
第二，全身移动 + 可调躯干 + 双力控臂，装配工位不局限于固定单点，可研究移动操作场景下的装配策略，更贴近真实工作站；
第三，双臂都带独立六维力传感，支持双臂协同力交互，很多同价位平台只单臂有力传感； 第四，力数据和多模态感知时间对齐，方便视觉力融合方向研究； 第五，安全和力控解耦，研究者可以自由调试控制参数，同时保留超限保护兜底。
六、力控柔顺操作开发 FAQ
Q：力信号噪声大不大，是否需要额外滤波？
A：出厂信号经过基础预处理，同时开放原始力数据，研究者可以自主实现卡尔曼、低通等滤波算法，适配自己的控制策略。
Q：支持自研力控控制器替换自带控制器吗？
A：支持，ROS2 开放控制接口，可直接下发力矩或者速度指令搭建自定义力闭环。
Q：可以做轴孔装配这类经典力控对比实验吗？
A：非常适合，是力控方向经典验证任务，方便做不同控制器、不同算法的对照实验。
Q：柔性物体操作，力会不会容易震荡？
A：阻抗参数可实时调参，支持在线调试阻尼、刚度，抑制接触震荡。
Q：力控实验数据能否导出做离线分析？
A：力时序数据随 ROS bag 同步录制，可导出 csv 等格式，用于绘图、指标统计、算法复盘。
