力控機器人是一種能夠感知和控制外部力或力矩作用的機器人系統(tǒng)。它具有實時感知和響應(yīng)外部力的能力，通過傳感器和控制算法實現(xiàn)對力的測量和控制，以實現(xiàn)與環(huán)境或人類用戶的交互和協(xié)作。

力控機器人的內(nèi)涵主要包括以下幾個方面：

1. 力感知：力控機器人通過裝備力傳感器或力/力矩傳感器來感知外部施加在其末端執(zhí)行器或傳動裝置上的力或力矩。這些傳感器可以測量作用力的大小、方向和施加點位置等信息。

2. 力控制：力控機器人能夠根據(jù)外部力的變化實時調(diào)整執(zhí)行器的控制指令，以實現(xiàn)力的控制。它可以根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略和算法對外部力進行反饋控制，使機器人能夠適應(yīng)環(huán)境變化或與人類用戶進行協(xié)作。

3. 力反饋：力控機器人能夠?qū)⒏兄降耐獠苛π畔⒎答伣o操作者或控制系統(tǒng)，以實現(xiàn)與操作者的力交互或?qū)崟r力反饋控制。通過力反饋，機器人可以更好地與環(huán)境進行交互，實現(xiàn)更精確的力操作或協(xié)作任務(wù)。

與協(xié)作機器人相比，力控機器人注重感知和控制外部力的能力，以實現(xiàn)更加精細的力操作和協(xié)作任務(wù)。它的主要特點是能夠主動感知和響應(yīng)外部力，實現(xiàn)與環(huán)境或人類用戶的高度互動和協(xié)作。力控機器人在與人類合作、靈活操作和精確力控制等方面具有優(yōu)勢。

協(xié)作機器人則更加注重與人類的協(xié)作能力，強調(diào)機器人與人類用戶之間的交互和合作。

協(xié)作機器人通常具有更高的自主性和智能性，能夠理解和響應(yīng)人類的指令、意圖和姿態(tài)，實現(xiàn)人機協(xié)同工作。協(xié)作機器人的任務(wù)可能包括與人類共享工作空間、協(xié)同完成任務(wù)、提供輔助服務(wù)等。

因此，力控機器人和協(xié)作機器人在內(nèi)涵和重點上有所不同，但兩者也存在交叉和重疊的部分。力控機器人可以作為協(xié)作機器人的一種實現(xiàn)手段，通過力感知和力控制實現(xiàn)與人類的高效協(xié)作。

在某些應(yīng)用場景下，力控機器人和協(xié)作機器人可以結(jié)合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，實現(xiàn)更復(fù)雜和高級的任務(wù)和交互。

力、電壓等物理量叫做勢（effort），速度、加速度、電流等物理量叫流（flow）

在力控機器人的物理交互中，阻抗控制涉及到兩個關(guān)鍵概念：勢（effort）和流（flow）。

勢（effort）表示施加在物體上的力或力矩，也可以理解為輸出力或輸出力矩。在阻抗控制中，勢通常是通過傳感器測量得到的機器人端執(zhí)行器的輸出力或力矩。

流（flow）表示物體的變化速率，也可以理解為輸入力或輸入力矩。在阻抗控制中，流通常是由外部環(huán)境施加在機器人上的力或力矩。

阻抗控制的目標(biāo)是根據(jù)期望的力或力矩與實際的力或力矩之間的誤差來調(diào)整機器人的勢，以實現(xiàn)所需的物理交互行為。通過調(diào)整勢，可以控制機器人對外部力或力矩的響應(yīng)，并實現(xiàn)不同的阻抗特性。

在阻抗控制中，勢和流之間的關(guān)系可以用以下公式表示：

勢 = 阻抗 × 流

其中，阻抗是一個參數(shù)，用于調(diào)節(jié)勢和流之間的關(guān)系。不同的阻抗參數(shù)可以實現(xiàn)不同的物理交互行為，例如剛性、柔軟或粘性。

通過實時測量機器人端的輸出力或力矩，與期望的力或力矩進行比較，并根據(jù)阻抗參數(shù)調(diào)整機器人的勢，可以實現(xiàn)對外部力或力矩的控制和調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)物理交互的目標(biāo)。

需要注意的是，在阻抗控制中，勢和流的單位需要一致，例如力與力、力矩與力矩。在實際應(yīng)用中，通常使用力/力矩傳感器來測量勢，而外部力或力矩可以通過外部力傳感器或其他測量設(shè)備進行測量。

總之，阻抗控制通過調(diào)節(jié)機器人的勢和外部力或力矩之間的關(guān)系，實現(xiàn)對物理交互的控制和調(diào)節(jié)。通過適當(dāng)選擇阻抗參數(shù)，可以實現(xiàn)不同的物理交互行為，從剛性到柔軟甚至粘性。

Hogan提出了阻抗控制的理論框架，該框架將機器人與外部環(huán)境的交互建模為質(zhì)量、阻尼和彈簧組成的阻抗元素。阻抗控制器通過調(diào)節(jié)這些阻抗元素的參數(shù)，實現(xiàn)對機器人末端執(zhí)行器與質(zhì)點之間交互力的控制。