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合作机器人（Cobot）是在同一作业空间与人直接物理合作的机器人。为了实现Cobot与人直接合作，Cobot的关节机构必须具有被动约束特性。建立了一种基于双超越离合器的不完全约束关节机构的模型和它的控制模型，对关节机构的被动约束特性和Cobot的轨迹跟踪特性进行了实验研究。实验结果表明，不完全约束关节机构具有被动特性，并能约束Cobot关节的运动状态，并能使Cobot在不同操作力作用下跟踪期望轨迹，不会因机器人失控伤害操作者，满足Cobot与人合作的要求。具有这种关节机构的Cobot可以应用在外科手术、物