自从上世纪60年代以来,机器人在各行各业得到了越来越广泛的应用,尤其是机械、航天等领域。但传统的刚性机器人存在诸多弊端,具有一定的局限性,所以近年来,柔性关节机器人受到了广泛关注,成为研究的热点之一。为了使柔性关节机器人更好的完成指定的任务,对其机构设计及控制方法都提出了更高的要求。本文以柔性关节机器人为研究对象,重点研究了柔性关节的机构设计、控制系统以及尝试运用不同的控制方法完成柔性关节机器人的位置控制。首先,本文简化了柔性关节机器人的物理模型,基于Lagrange方程得到柔性关节机器人的动力学模型。对其进行动力学仿真分析,验证了动力学模型的有效性,为之后的控制策略的研究提供了重要的理论依据。其次,根据课题要求设计了柔性关节机器人机构,包括机器人支架、柔性关节驱动器、可调式摩擦阻尼器等,研制了柔性关节机器人样机。再次,针对柔性关节机器人的高精度控制策略进行了探究。采用不同的控制算法包括传统的PID控制、学习控制及滑模变结构控制等,进行了模型仿真并分析了系统的响应特性,验证了控制策略对柔性关节机器人控制的有效性,从而为之后的实验做好理论基础。然后,设计了柔性关节机器人的控制系统,包括电气设计,控制器硬件设计及其选型,软件设计等,完成了控制系统的软硬件调试,使其能够完成整个机器人的驱动、传感、数据采集、控制功能。最后,搭建了柔性关节机器人样机实验平台,对其进行了实验研究。系统阻尼参数辨识实验对系统的阻尼及其阻尼比进行了测定,运用可调式阻尼结构对系统阻尼进行调节,从而探究不同阻尼对系统的影响。控制实验验证了不同控制策略对柔性关节机器人控制的有效性,及不同控制参数对系统的影响,并进行了不同控制方法的对比分析。