在机器人关节模组设计中非常核心的问题。简单来说：
输入编码器（通常在电机侧）用于电机的精确闭环控制，保证电机本身转动快速、平稳、高效。
输出编码器（通常在负载侧）用于测量负载端的绝对位置，直接保证关节末端的定位精度和重复精度。
而关于增量式和绝对值编码器的典型配置是：
输出编码器通常使用绝对值编码器。
输入编码器通常使用增量式编码器（但高性能模组也常用绝对值编码器）。
下面进行详细分解：
一、 位置与作用详解
在一个典型的集成化关节模组中，动力传递路径是：伺服电机 -> 减速器（如谐波减速器） -> 输出法兰。
输入编码器
位置：安装在电机转子上，即减速器的输入端、高速侧。
核心作用：
电机闭环控制：为伺服驱动器提供电机转子的实时位置和速度反馈。这是实现精确的电流环（转矩环）、速度环、位置环控制的基础。没有它，电机就无法进行伺服控制。
换相控制：对于无刷伺服电机，它告诉驱动器何时给哪组线圈通电。
测量电机转速：用于速度调节。
输出编码器
位置：安装在输出法兰或减速器输出轴，即负载侧、低速侧。
核心作用：
直接测量负载位置：这是它最重要的功能。它跳过了电机、减速器以及所有机械传动链（如齿轮、同步带），直接测量最终输出端的绝对位置。
消除传动误差：可以补偿减速器的背隙、弹性变形 以及传动链中的任何误差。输入编码器不知道这些误差，但输出编码器直接“看到”了结果。
提供高精度绝对位置：直接为机器人控制器提供关节的绝对角度，是运动学计算的直接依据。
二、 增量式 vs. 绝对值编码器的分配与原因
这种分配是基于成本、性能需求和系统架构的平衡。
| 特性 | 输出编码器 | 输入编码器 |
|---|---|---|
| 常用类型 | 多圈绝对值编码器 | 增量式编码器 或 单圈绝对值编码器 |
| 为什么？ | 1. 上电无需回零： 这是最关键的原因。机器人上电后必须立即知道每个关节的绝对角度，才能计算末端位置，确保安全。增量式编码器断电后位置会丢失。 2. 直接反馈终点： 控制系统最关心的是负载最终停在哪里，输出端的绝对值信息最直接、最可靠。 | 1. 成本更低： 增量式编码器结构简单，成本远低于多圈绝对值编码器。 2. 分辨率高： 易于实现高分辨率，满足电机高速旋转时的精密控制需求。 3. 作用不同： 输入侧主要用于控制“过程”（转速、力矩），对“绝对位置”的迫切性低于输出侧。其绝对位置信息可通过输出编码器换算得到（虽不精确，但够用）。 |
高性能配置趋势：
在现代高端、紧凑的关节模组中，输入编码器也越来越多地使用（单圈）绝对值编码器，主要原因有：
上电后电机可立即获得精确转子位置，启动更快速、平稳。
省去寻零步骤，简化初始化流程。
与输出绝对值编码器数据融合，能实现更先进的“双闭环”控制算法，进一步提升刚性和动态性能。
三、 总结与类比
你可以这样理解：
只有输入编码器（单闭环）：
就像你闭着眼睛开车，只靠感觉发动机转速和方向盘圈数来判断走了多远、拐了多少弯。如果道路平整、轮胎不打滑，也许能开个大概，但任何误差（如轮胎打滑、路面不平）都会累积，无法知道车的绝对位置。
输入编码器 + 输出绝对值编码器（双闭环）：
输入编码器是专注的“舵手”，负责精确控制发动机和方向盘（电机），让它严格按照指令转动。
输出绝对值编码器是时刻看GPS和路标的“瞭望员”，直接告诉你车现在实际在哪里（负载端绝对位置）。
舵手（输入编码器）保证动作执行得精准，瞭望员（输出编码器）保证最终到达的地点正确，并能纠正舵手因风浪（传动误差）造成的偏差。
结论：
在关节模组中，输出编码器（常为绝对值式）是保证系统绝对定位精度和操作便利性的关键；输入编码器（增量式或绝对值式）是保证电机高性能伺服运行的基础。两者各司其职，共同实现关节模组高精度、高响应、高可靠性的运动控制。
