视频讲解：MuJoCo 解析 qfrc 三种力！带你测试鼠标拖拽物理交互效果_哔哩哔哩_bilibili

代码仓库：GitHub -
LitchiCheng/mujoco-learning

今天分享下，在MuJoCo中有三种力，可以在官方文档中的mjData中看到如下定义

1. mjData.qfrc_actuator 对于关节电机，表现为力矩，如电机驱动关节转动；对于线性执行器，表现为线性力，如活塞推动连杆

2. mjData.qfrc_passive：由被动力学元件产生，像关节的弹簧力、阻尼力、摩擦力、接触力，比如 xml 中定义的关节的 ，接触，摩擦

3. mjData.qfrc_applied：外部施加的，比如手动给模型中的某个点施加力或力矩

当在 MuJoCo 的可视化窗口中用鼠标拖拽模型时，MuJoCo 会自动计算并施加以下两种力：

位置拖拽（Position Drag）：双击接触点或物体，按住Ctrl键，然后鼠标右键点击并拖动模型时，MuJoCo 会在接触点（或选中的物体）上施加一个位置约束，使物体跟随鼠标移动，等效于在接触点上施加一个弹簧阻尼力

旋转拖拽（Rotation Drag）：双击接触点或物体，按住Ctrl键，然后鼠标左键按住旋转模型时，MuJoCo 会在物体上施加力矩，使其绕指定轴旋转。

记录拖拽过程中的 qfrc_actuator，完整代码如下

import mujoco_viewer
import numpy as np
# matplotlib.use('TkAgg')
import matplotlib.pyplot as plt
import time,math

class Test(mujoco_viewer.CustomViewer):
    def __init__(self, path):
        super().__init__(path, 3, azimuth=180, elevation=-30)
        self.path = path
    
    def runBefore(self):
        # 存储关节力矩的列表
        self.torque_history = []
        self.time_history = []
       
    def runFunc(self):
        if True:
            self.time_history.append(self.data.time)
            self.torque_history.append(self.data.qfrc_actuator.copy())  # 存储关节力矩
            if len(self.torque_history) > 20000:
                torque_history = np.array(self.torque_history)
                # 绘制关节力矩曲线
                plt.figure(figsize=(10, 6))
                for i in range(torque_history.shape[1]):
                    plt.subplot(torque_history.shape[1], 1, i + 1)
                    plt.plot(self.time_history, torque_history[:, i], label=f'Joint {i + 1} Torque')
                    plt.xlabel('Time (s)')
                    plt.ylabel('Torque (N·m)')
                    plt.title(f'Joint {i + 1} Torque Over Time')
                    plt.legend()
                    plt.grid(True)
                # plt.tight_layout()
                plt.show()

if __name__ == "__main__":
    test = Test("model/trs_so_arm100/scene.xml")
    test.run_loop()