随着工业社会发展,人们对于产品的个性化、定制化需求也逐渐提高。先进制造逐渐成为了未来制造业发展的趋势,现有传统工业机器人的运动灵活性、非结构化环境适应性与智能性的严重不足也逐渐暴露出来。针对这些问题人机协作机器人也应运而生,在人机协作的应用中机器人和人需要共享工作空间,为了保护协同工作时人的安全对于机器人碰撞检测的研究具有重要意义。本文基于六自由度协作机器人,提出了一种新的机器人碰撞检测方法,主要工作和创新点如下:协作机器人的运动学建模。机器人运动学模型是控制机器人运动的基础,本文针对协作机器人机械结构特点,分别使用了 D-H法和解析法对机器人的正、逆运动学模型进行了建模,并使用仿真验证了有效性。协作机器人的动力学建模。机器人动力学模型能够建立它的位姿、运动状态和关节力矩之间的联系。本文使用牛顿-欧拉法建立机器人动力学模型,选取离散傅里叶形式激励设计关节激励轨迹,并以动力学参数矩阵取最小条件数为优化目标求解激励参数。通过采集激励下的数据对最小参数集进行了参数估计。机器人碰撞检测方法研究。为了区别外力是有人主动接触还是由碰撞产生,本文提出了基于频域分析的检测方案,对外力矩值设置滑动观察窗,选取发生碰撞时力矩突变所对应的高频部分进行求导并过滤,其结果大小表示了碰撞发生的激烈程度。通过实验证明新算法能够有效甄别出发生碰撞时的高频力矩值,而对主动触摸和负载变化造成的外力矩缓慢变化能有效区分。结合频域分析和传统固定阈值这两种方法能够对机器人当前处于正常运行、人为干预还是发生碰撞之间做出判断,对机器人应对不同状况的反应策略做出指导。