对于柔性臂的研究，往往只考虑柔性关节，或者是将系统的柔性等效在一个柔性关节上，如文献[7-8]，该机械臂称为柔性关节机械臂。也有考虑连杆本身的柔性，如文献[9]，就是基于假设模态法对柔性连杆的变形进行近似描述，建立一种自由浮动柔性双仲空间机器人闭链系统的动力学模型，该机械臂称为分布式柔性关节机械臂。文献[10]综合考虑了柔性和臂杆柔性双重影响的全柔机器人动力学模拟，通过引入一种关节柔性补偿器以提高关节的等效刚度。83915

在本文中，主要考虑柔性关节建模与控制方法，如何克服机械臂柔性造成的位置跟踪误差增加和机械臂抖动加剧等缺点，成为现阶段轻型机械臂研究的重点问题。

国外早在上世纪八十年代就开始设计柔性关节机械臂。德国宇航院(DLR)在1994年率先设计出了第一代柔性机械臂(LWR)[11]，如图1。1。第一代柔性关节机械臂臂杆采用碳纤维材料，负载质量比接近1：2，力矩传感器带有关节柔性，以步进电机驱动机械臂运动。第二代柔性关节机械臂[12]如图1。2，最大的特点是，由于其在运动学上的七个自由度，低功耗，和完全集成的电子传感器，增加了带有负载比和关节力矩控制（阻抗，刚性系数，阻尼都可编程）的高负载的柔性和可操作性。第三代柔性关节机械臂[13]如图1。3,采用了模块化设计方法，在一个机械手中集成13个活动的关节。这既可以加强手掌的抓取力，也可以增大指尖的精确度。而整个机械手只引出了12根电缆线。论文网

第一代柔性臂图1。2第二代柔性臂图1。3第三代柔性臂

美国航空宇航局(NASA)也和美国通用汽车公司(GM)联合设计了机器人宇航员2号(R2，Robonaut2)机械臂[14]，如图1。4。谐波减速器和力矩传感器使得该机械臂带有关节柔性。以热真空电机、谐波减速器作为柔性关节的动力系统，失电制动器提供失电制动保护[15]。除了R2机械臂以外，美国的Barrett公司也生产了WAM(Whole-armManipulationSystem)柔性关节机器人，如图1。5所示[16]。

近年来，国内的各高校也开始了柔性关节机器人的研究，哈尔滨工业大学机电工程学院机器人研究所成功研制了可以用于实际的柔性关节机械臂，其中一种三维图模型[17]如图1。6。上海交通大学成功研制了能够拆除炸弹的防爆机器人[18