连续机器人具有传统刚性连杆机器人所不具有的优良特性,理论上具有无限的自由度,能以任意复杂形状进行运动,故在理论上,连续机器人可以应用于任何工作场景。本文依据象鼻的柔顺结构开发了一个线驱动连续机器人。单段连续机器人运动学模型。根据连续机器人样机结构,利用旋量法,建立连续体机器人运动学模型;然后基于螺旋运动和微分原理,进一步得到连续体机器人的两个速度雅可比矩阵。单段连续机器人动力学模型。将质量集中于连续机器人弧段的顶点,获得机器人动能;将连续体机器人弧段视作伪刚体模型,获得弹性势能和重力势能。利用拉格朗日方程,推导出连续体机器人的动力学模型。然后完成了连续机器人的正、逆动力学仿真。单段连续机器人的阻抗控制。基于阻抗控制模型,完成了连续机器人阻抗控制系统的设计;然后利用二阶线性微分方程,解出阻抗控制的三种有界稳态误差,证明了阻抗控制系统的稳定性;接着完成了阻抗控制仿真,验证了阻抗控制模型的正确性;研究了阻抗参数对控制系统的影响,并据其研究结果给出了优化阻抗控制系统的建议。单段连续机器人的阻抗反步控制。根据连续机器人阻抗控制模型,结合反步控制的设计方法,推导出连续机器人阻抗反步控制输入;通过反馈线性化系统,证明了控制系统是渐进稳定的;接着进行阻抗反步控制系统仿真,验证了控制系统的正确性;研究了反步参数对阻抗反步控制系统的影响,并据其研究结果给出了优化阻抗反步控制系统的建议。单段连续机器人的阻抗滑模控制。基于连续机器人阻抗控制模型,结合滑模控制的设计方法,给出了阻抗滑模控制输入。然后根据李雅普诺夫函数、线性矩阵不等式和微分方程不等式,得到了阻抗滑模控制器的有界稳态误差,证明了控制系统是稳定的;然后完成了阻抗滑模控制系统仿真,验证了控制系统的正确性;研究了鲁棒参数对阻抗滑模控制系统的影响,并据其研究结果给出了优化阻抗滑模控制系统的建议。