空间仿壁虎机器人与目标航天器的着陆碰撞，采用如图6.35所示的碰撞模型来进行分析。碰撞前机器人A以速度v接近目标航天器平面B，如图6.35（a）所示；当发生碰撞时，机器人A与目标航天器B由于力的作用，使得机器人A产生了变形，设其变形量为δ，此时的碰撞力为Fn，如图6.35（b）所示；如果机器人脚掌无黏附材料或提供的黏附力不够大时，碰撞后机器人A以速度v′脱离目标航天器平面B，如图6.35（c）所示；如果提供的黏附力大于机器人所受到的碰撞力时，则机器人黏附在目标航天器B表面上。

图6.35　碰撞模型

（a）碰撞前；（b）碰撞；（c）碰撞后

碰撞力过大，则有可能导致机器人反弹离开目标航天器，因此必须对碰撞力进行控制。基于以上问题提出了空间仿壁虎机器人碰撞着陆时的力反馈柔顺控制策略，力反馈柔顺控制采用的是弹簧-阻尼模型，其计算公式如式（6.16）所示。(www.daowen.com)

式中，F为期望力；k为等效刚度；D为阻尼参数；δ为机器人足端的位移量；为δ对时间的求导。以左前腿为例，力反馈柔顺控制结构如图6.36所示，其余各腿与左前腿原理相同。

图6.36　左前腿力反馈控制结构

从图6.36可以看出，机器人左前腿足端所受到的碰撞力由三维力传感器测得。期望力与碰撞力之差经过弹簧-阻尼模型后转化为左前腿足端的位移量，再经过运动学逆解转化为左前腿各个关节的转角，最后由STM32的定时器产生PWM信号来控制各个关节的运动，从而达到对碰撞力的控制。