随着机器人技术的不断发展,目前对于机器人的研究已经不再局限于传统的工业场景中,如今都希望人能够参与到机器人的工作场景中协同进行复杂的作业。这使得机器人必须具备一定的柔顺性以及操作的灵巧性,从而尽可能的保证机器人在人机交互过程中的安全性和稳定性。有鉴于此,本文针对七自由度协作机械臂进行了避障技术以及柔顺控制的研究,主要研究内容如下:首先利用改进型D-H参数法对机械臂建立关节连杆模型并进行运动学分析,借助臂角的概念对机械臂的逆运动学进行求解,并且利用MATLAB机器人工具箱完成了理论验证。随后对机械臂的工作空间进行分析求解。最后利用拉格朗日法对由谐波减速器所引起的关节柔性进行柔性关节机械臂动力学建模,为接下来的理论研究奠定了基础。针对机械臂开始工作从起始位置到达目标点的过程中,保证机械臂能够避开人体保障人的安全。本文首先对人体和机械臂建立合适的包围盒模型,为后续路径规划过程中进行碰撞检测。然后借助人工势场法对机械臂的避障技术进行研究,针对人工势场法存在局部极小点的问题,利用模拟退火算法将其进行改进,最终能够使得机械臂成功到达所期望的目标位置。为了保证机械臂到达目标点后与外界进行接触作业时的柔顺性,考虑利用阻抗控制来实现。研究了柔性关节机械臂在笛卡尔空间下的阻抗控制策略,并对阻抗控制参数进行了适当讨论,探究了不同参数对系统的影响。最后,基于上述的研究内容,利用V-REP与MATLAB进行联合仿真实验,通过搭建相应的仿真实验场景,验证了理论的有效性。仿真实验结果表明,利用所研究的相应算法,能够使得机械臂在进行避障的过程中达到良好的效果,而且对于机械臂与外界接触时也能够表现出良好的柔顺性。