关节摩擦

关节摩擦，是机器人各部件相互摩擦或滑动之处——轴承、齿轮、密封件内部——那股悄悄抵抗运动的阻力。它和你想把一本厚书在桌面上推开时感到的拖滞是同一回事：表面彼此咬合，你的一部分力气被白白变成热量，而没能化为有用的运动。在机器人里，这股拖滞会偷走每个电机输出的一部分，让关节的表现不如整洁的教科书方程所预测的那般完美。

摩擦有三种类型，工程师会分别对待。静摩擦，是关节静止时必须先被打破、它才肯开始动起来的那股顽固咬合力——就像要让那本书从完全静止开始滑动所需的额外一推。动摩擦，是关节已经在动之后那股较为稳定的拖滞；一种常用的简单模型把它当作大致恒定、无论关节快慢都差不多。黏滞摩擦，则是来自润滑油和密封件、随速度而变的拖滞：关节转得越快，这种力就回推得越狠，很像手快速划过水时水的阻挡。

摩擦是喜忧参半的东西。它浪费能量、产生热量，也让精确控制更难——尤其是在接近零速度时那种一顿一挫的起停行为：关节可能先卡住，然后突然挣脱。可它也帮助停驻的机器人不耗电就能保持姿态，少量摩擦还能悄悄抑制掉不想要的晃动。优秀的控制器会测量并建模关节摩擦，从而恰好补上一点额外的电机出力把它抵消，让手臂像理想化数学所设想的那样平顺地运动。