力矩

力让物体绕轴转动的效果，大小等于力乘力臂，单位牛·米。

力矩描述力让物体绕某点或某轴转动的效果。定义为 τ = r × F：r 是从转轴上一点指向受力点的位置向量，F 是力；大小 τ = rF·sinθ，θ 是 r 与 F 的夹角，r·sinθ 就是力臂，即转轴到力的作用线的垂直距离；单位牛·米（N·m）。力臂越长，同样的力产生的力矩越大。绕固定轴转动时 τ = Iα（I 是转动惯量，α 是角加速度），是转动版的牛顿第二定律。机器人每个转动关节的电机输出的就是绕自身转轴的力矩，工程上常叫扭矩或转矩，与力矩基本通用：关节要克服重力、惯性和接触力所需的力矩决定了电机和减速器选型，关节模组规格表会标额定扭矩和峰值扭矩，力矩控制则直接给每个关节下力矩指令。

例子机械臂水平伸出，在离肩关节 0.5 m 处拿着 1 kg 的物体，仅这个物体就要求肩关节提供约 1 × 9.8 × 0.5 ≈ 4.9 N·m 的力矩（不算手臂自重）。

也叫

扭矩、转矩、Moment of Force

相关

力旋量、力矩控制、关节力矩传感器、峰值扭矩、重力补偿、转动惯量

来源

Wikipedia: Torque
Modern Robotics (Lynch & Park, 2017)