力闭合(Force Closure)是机器人抓取领域的重要概念,指机械手通过施加适当的接触力,使被操作物体在所有可能方向上均保持静力平衡的状态。这种状态下,物体无法通过任何微小位移脱离抓取,即便存在外力扰动。从数学角度而言,当接触力形成的力旋量空间能够抵消任意外部扰动旋量时,即达到力闭合条件。该特性与单纯依靠几何约束的「形闭合」形成对比,更适用于需要主动施力的灵巧操作场景。
在具身智能产品开发中,力闭合分析直接决定了抓取策略的鲁棒性。例如服务机器人抓取易碎物品时,通过力闭合计算可优化指端接触力分布,避免捏碎或滑落。当前主流方案常结合深度学习的抓取点预测与古典力学分析,既保证计算效率又满足物理可行性。随着触觉传感器精度的提升,实时力闭合控制已成为智能抓取系统的标配功能,大幅提高了非结构化环境下的操作可靠性。