力旋量

把三维力和三维力矩打包成一个 6 维向量，描述刚体受到的完整载荷。

力旋量是 6 维向量 F = (m, f)：f 是 3 维力，m 是 3 维力矩，在同一坐标系下表示。它和运动旋量是一对，两者点乘 Vᵀ F 等于功率，功率与坐标系无关，由此能推出力旋量换坐标系的规则。机器人里凡是问「受了多大力」都会用到它：腕部六维力传感器读出的就是力旋量；静力学公式 τ = Jᵀ F 把末端力旋量换算成关节力矩；抓取分析把各指尖接触力合成物体受到的总力旋量。顺序约定不统一：Lynch 和 Park 的教材写成（力矩，力），ROS 的 geometry_msgs/Wrench 和 libfranka 则是先力后力矩。

例子《现代机器人学》里的例子（取 g = 10 m/s²）：0.5 kg 的机械手握着 0.1 kg 的苹果，腕部六维力传感器读到的不只是 6 N 的重力，还有 0.75 N·m 的力矩，因为手和苹果的重心都伸出在传感器之外。

也叫

力螺旋、六维力/力矩、力/力矩旋量、Force-Torque

相关

运动旋量（速度旋量）、六维力传感器、静力学、力矩、抓取矩阵、伴随变换

来源

Modern Robotics 3.4: Wrenches
ROS 2 geometry_msgs/Wrench.msg
Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control (Lynch & Park, free preprint)