随着研究的深入,机器人已经逐渐能够替代人类完成各种各样的任务。目前机器人的研究方向众多,其中机器人与环境之间的交互力特性和交互力的控制策略是目前研究的热点,在很多领域和场景都可以看到柔顺力控制的应用。为了解决上述关于机器人与外界接触过程中柔顺力控制的问题,本文主要使用阻抗控制理论来实现对SCARA机械臂主动柔顺控制的研究,分别从仿真和实现两个方面实现了机器人与环境交互时的柔顺特性,并通过变参数阻抗控制进行恒力控制的研究。在仿真方面,本文首先推导了SCARA机器人的基本运动学、几何雅克比矩阵等,以此得到实体机器人的基本运动特性,同时使用了较为新颖的Simscape Multibody联合Robotics System Toolbox工具箱进行机器人的动力学仿真,说明了该方法相较于传统Adams仿真的优势,并使用该动力学模型搭建了任务空间的逆动力学位置控制器。随后本文给出了基于力矩的阻抗控制和基于位置的阻抗控制的理论推导和仿真实现,并由此证明了两种阻抗控制器的控制效果在特定情况下是等效的,即当位置控制器精度足够高时,可以直接使用位置控制内环实现阻抗控制。其次论文还给出两种通过调整阻抗控制参数以实现恒力控制的方法,并给出了变阻抗控制在接触环境和自由状态时的稳定性条件。在实现方面,本文首先使用固高运动控制卡的位置控制实现机器人的基本运动,将电机运动转化为机器人的关节角度,同时使用软件补偿解决电机轴的间隙。然后通过六维力传感器或者虚拟力获得外界对机器人的作用力,并介绍了针对一般情况下末端执行器的重力补偿。随后根据板卡控制的特点,简化并实现了关节阻抗控制和笛卡尔阻抗控制。实验中,为了检测数据和机器人运行时的状态,使用TCP/IP通信建立服务器和客户端的连接,将运行在SCARA机器人客户端程序中的状态信息转发给服务器,并且使用HelixToolKit工具包构建了一个3D图形程序以监测机器人的运行情况。最后基于以上搭建的SCARA机器人样机平台进行了关节阻抗控制、笛卡尔阻抗控制和力控制的实验,实验结果验证了阻抗控制及其相关算法的合理性。综上,本文尝试通过仿真和实验构建一套通用的机器人的阻抗控制柔顺特性和力控制的控制平台,所取得的结果对于后续实现稳定的高精度的机器人柔顺力控制平台具有重要的理论和实际意义。