随着社会科技的发展,传统工业机器人的灵活性、智能化以及对环境的适应性的不足逐渐显露出来。具备人机协作功能的机器人系统具有更强的灵活性、工作空间的共享性以及安全性,可以克服传统工业机器人的缺点,具有更高的市场价值。机器人人机协作系统提高智能化的同时也带来了诸多难题。对于人机协作控制系统,在人机力交互时提高安全性和交互性是人机协作控制的关键。其主要难点和关键问题有:（1）基于动力学模型的主动柔顺控制中动力学模型参数的辨识;（2）基于阻抗模型的主动柔顺控制中的位置/力协调控制;（3）碰撞检测对于外力类型的判断。因此,研究并解决上述问题是基于力交互的机器人人机协作控制研究的基础,对于机器人人机协作的发展具有重要意义。本文目标是实现机器人的主动柔顺控制和碰撞检测,并分别采用不同的方法进行比较分析。为解决上述问题,本文的研究思路是:针对动力学模型参数辨识问题,本文采用有限项傅里叶级数激励轨迹以及条件数的方法;针对位置/力协调控制问题,本文采用基于位置的阻抗控制方法对机器人人机协作的位置/力进行调节;针对碰撞检测中对外力类型的判断,本文采用频域分析的方法对外力矩中的高频信号进行分析处理。首先,本文建立机器人动力学模型并进行线性化分析,得出回归矩阵和最小参数集,基于MATLAB平台和有限项傅里叶级数的激励轨迹进行激励轨迹仿真和验证。其次,论文采用基于位置的阻抗控制算法进行主动柔顺控制研究,详细分析了阻抗控制原理和实现方法,包括阻抗模型、重力补偿和自由空间力控,并基于MATLAB/Sim Mechanics搭建仿真平台,对重力补偿算法和自由空间力控进行验证。然后,论文分别采用固定阈值和频域分析的方法实现人机协作中的碰撞检测功能,并进行总结分析。最后,论文以埃夫特ER3A六轴机器人为实验对象,完成了激励轨迹的运行和数据采集、基于动力学模型的主动柔顺控制、工具手的重力补偿、基于阻抗模型的主动柔顺控制以及固定阈值和频域分析的碰撞检测实验。实验表明,基于阻抗模型的主动柔顺控制比动力学模型的拖动效果好,各个方向均可节省15N左右的拖动力。基于频域分析的方法可以正确识别出主动接触力和意外碰撞力,从而验证了本文所设计的人机协作控制系统的安全性和智能性。论文的研究成果对于机器人人机协作控制研究具有参考价值和借鉴作用。