机器人示教是一种应用广泛的机器人控制方法。传统机器人的示教多是采用示教盒示教，该示教方式存在着示教过程繁琐、示教效率低等问题。本文提出并实现了一种通过实时计算并补偿示教过程中各关节的重力矩和摩擦力矩实现机器人手把手直接示教的新方法。全文的主要工作内容如下：1）针对机器人直接示教和复现的设计目标以及拟定的3R型机器人试验验证平台的控制需求，规划设计了基于DSP和FPGA的、集机器人控制和电机驱动为一体的集成化机器人控制器硬件平台，在FPGA内部完成了控制系统所需的各功能接口模块以及电流环PI调节器模块的开发，有效降低了DSP的运算负荷，为小型机器人的示教、复现控制提供了低成本、高集成、全数字化的解决方案。2）提出了采用直接力矩控制方式平衡各关节的重力矩和摩擦力矩实现机器人直接示教控制的新思路，开展了直接示教的算法研究，设计了一套完整的重力及摩擦力的自测量方案，并给出了该套自测量方案的工程实现思路，并开展了示教控制试验，验证了本文所提出的基于直接力矩控制的示教新思路的可行性和有效性。3）为提高示教轨迹复现精度，开展了机器人位置伺服控制算法的研究，通过理论分析和实验验证，确定了系统最终选用的PID+速度前馈+扰动观测器+改进型加速度前馈的位置控制算法，并开展了轨迹跟踪控制和示教复现实验，获得了较好的轨迹复现控制精度。