碰撞时间短、碰撞点难以精确测量是机器人碰撞研究的难点，而机器人在人类实际生活中碰撞又不可避免。本文以柔性机械臂与墙面碰撞为例，重点研究柔性机械臂碰撞过程中的接触力变化规律。在此基础上设计控制器完成机械臂阻抗控制，使得机械臂与人体接触过程中不伤害到人类。首先，采用拉格朗日方程建立了柔性机械臂碰撞动力学方程。为了利于动力学方程的求解，采用模态假设方法对方程进行了解耦。对于柔性机械臂解耦后的动力学方程，设计了变步长Runge-Kutta求解算法；针对柔性机械臂与墙发生碰撞，利用MATLAB和ADAMS进行了动力学仿真，对比四种不同材质的柔性机械臂的动力学响应和末端横向变形位移。结果表明材质对柔性机械臂的动力学响应影响很大，聚丙烯材质相比铝合金材质的机械臂横向振动较小，柔顺性较好适合用于柔性机械臂的制造。其次，针对机械臂与环境接触，设计了自适应阻抗控制器来实现机械臂柔顺控制。利用Simulink模块编写了S-Function函数，对机械臂自适应阻抗控制进行了仿真，并与阻抗控制器控制效果进行了对比。仿真结果表明，对于机械臂在不规则环境下运动，自适应阻抗控制器具有良好的力和位置控制效果，对未知环境和模型具有良好的鲁棒性。设计了柔性机械臂与墙面碰撞实验来验证模型的正确性。在搭建的平台上进行了柔性机械臂碰撞实验，总结出了柔性机械臂碰撞过程中接触力变化规律。实验结果表明，在碰撞时刻机械臂动力学响应会发生突变。柔性机械臂碰撞存在明显的多次碰撞，且存在缓冲作用。因此柔性机械臂碰撞力相比刚性机械臂要小。最后在史陶比尔RX-90工业机器人上进行了阻抗控制实验研究。结果表明，本文提出的自适应阻抗控制策略能够较好的完成机器人末端力和位置的跟踪。本文对机械臂碰撞动力学建模以及阻抗控制进行了研究，使得机械臂运动过程中具有柔顺性，为机器人进入人类生活领域提供参考。