可穿戴的外骨骼机器人与人体组成了一个联系紧密的人机系统，能够在人类活动的各个方面得到应用，发展前景十分广阔。本课题所研究的是一种供地震救援人员使用的助力外骨骼机器人。在外骨骼机器人、移动机器人、机械臂等研究领域，弹性驱动器因其具有能量存储、抗冲击、安全人机交互等特点，正在取代传统的刚性驱动器成为研究热点。本课题旨在为助力外骨骼的弹性驱动关节设计控制方法，以提升系统的人机交互相关的多方面性能。本文首先在建立串联弹性驱动关节的通用模型的基础上，系统分析了驱动关节的输出阻抗特性和能耗特性。分析结果表明，弹性元件的引入能够系统的输出阻抗降低，并且可以实现系统部分能量的循环利用，降低了系统的能耗。在对串联弹性关节力矩控制的理论分析基础上，完成了弹性元件的标定实验并测定了系统的力控制带宽。对于外骨骼关节的随动控制，提出了基于外部接触力环、内部SEA力环的双力闭环串级控制方法。在分析了特定参数对对稳定性、系统带宽和输出阻抗的影响之后，分别采用外部传感器和内部传感器反馈完成了机器人关节力随动控制实验，验证了控制方法的有效性。基于提出的外骨骼机器人分布式控制系统总体框架，完成了包括上位机模块、运动及伺服控制模块、传感模块、安全模块和电源模块的硬件系统集成；构建了包括人机交互模块、通信模块、数据采集模块、运动控制模块、安全保护模块的外骨骼机器人控制系统软件体系。研制了用于外骨骼机器人综合测试的移动式实验台。设计了用于平衡外骨骼自重的吊挂装置。完成了单关节轨迹跟踪测试、多关节联动轨迹跟踪测试、外骨骼主动运动模式穿戴实验、外骨骼主动跟随模式穿戴实验等测试与实验研究，验证了外骨骼机器人关节串联弹性驱动技术的可行性及控制方法的有效性。