针对传统工业机器人质量大、惯量高、负载自重比小和交互性差等问题,采用绳索驱动技术对这些方面进行改善。绳驱动机器人能够更好地在医疗、家庭、服务等交互性高的领域以及水下、空间等搭载于移动载体上作业的特殊应用场景中发挥作用。本文对绳驱动机器人技术中存在的运动耦合问题进行了详细分析并提出解决方案,然后针对绳驱动刚柔耦合系统提出了高精度的运动控制算法。论文主要对以下内容展开了研究:首先,为避免耦合问题对机器人的运动精度和可靠性造成不利影响,对绳驱动串联机械臂中存在的关节运动耦合现象进行理论分析,设计了新型的模块化被动解耦方案。将该方案具化成两种基本的解耦机构,约束绳索以一种新的走线方式穿过关节,从而消除前端关节运动对后端关节驱动绳索长度的影响,实现关节间的运动独立。然后,建立绳驱动机器人综合实验平台,包括机械系统、电气系统和软件系统,使其能够更好地满足机器人性能需求和实验测试需求。在此基础上,对所提出的两种解耦机构进行解耦性能实验,结合实验结果优化设计解耦机构;最终从多方面进行对比确定了基于行星锥齿轮系的被动解耦模块。最后,针对绳驱动系统动力学模型和绳索传动模型难以精确建立等因素,提出了一种非线性的高精度控制策略,即基于时延估计和摩擦补偿的模糊PD控制方法。其原理为利用时延估计估算系统参数项,通过传感器数据计算由摩擦造成的力矩损失进行动态补偿,并采用模糊算法对PD控制器参数在线自整定。在搭建的Simulink Real-time控制平台上对所提出的算法进行了实验验证和对比分析,说明了该控制策略对提高绳驱动机器人关节轨迹跟踪精度的优越性。