牵引示教，其本质是一种柔顺控制，也即让机器人在用户面前，表现得跟温顺地绵羊，用户可以轻松随意指挥他运动。

那首先需要做的是，要让我们的绵羊（机器人）感知到我们向其施加的力；这里的感知就是通过传感器获得的。这里我们比较电流环与力矩传感器在感知外力上的区别。

1. 理论解释

下图是一个简化的机器人关节模型，其中的弹簧相当于力矩传感器。初始时关节处于静止状态。

现在在连杆中施加外力矩

• 力矩传感器感知

该力矩引起连杆运动，此运动可以很快地传递到弹簧（力矩传感器）处。

• 电流环感知

该力矩通过弹簧后继续往后传递，它来到了减速器端，并尝试推动减速器反向转动；但它发现，由于减速器静摩擦力的作用，这个减速器推了半天也不动；于是继续增大外力矩,当大到超过了减速器的最大静摩擦力时，减速器终于转动起来，这个转动在往后传，电机转子也跟着运动起来；这时候，电流环才感知到了外力矩。

2. 实验验证

接下来，我们通过一个小实验来验证上面的分析。我们让电机三个环（位置，速度，电流环）全开，并上伺服，此时电机会被控制器强制静止。

这个时候，我们在连杆端慢慢增加推力，来看力矩传感器和电流环信号的变化，如下图

外力在t=25s左右开始施加，并慢慢增大，此时力矩传感器信号立即发生变化（蓝线）；但电流环（红线）并没有变化，如上面分析，这个时候外力太小，运动没有传递到电机转子，电机没感知到外力；

随着外力逐渐增大，t=27s左右，运动传递到电机转子，电机感受到外力，电机转子试图运动，控制器为了抑制转子运动，开始调整电流（即输出力矩），我们可以看到，电流环发生了变化。

3. 总结

• 由于减速器静摩擦力，需要较大的外力，才能使电流环检测到。
• 静摩擦力状态未知（静摩擦力是由外力决定的），我们无法知道这个“较大的外力”到底是多大。
• 力矩传感器在检测外力上优势明显。