未知环境下机械臂执行复杂接触任务过程中,能够实现精确的阻抗控制能力,但难以动态调整其阻抗特性以优化作业性能。人类具备良好的上肢阻抗动态调节技能,从而完成复杂的接触任务。本文融合机械臂与人体上肢执行复杂接触作业任务的优势,利用表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)对人体上肢末端刚度进行实时识别和分类,通过人机技能传递,利用仿人变阻抗控制策略实现机械臂的动态阻抗参数调节。首先,研究了人体上肢关节刚度计算方法。建立人体上肢刚度计算理论模型,利用投影梯度下降方法实现人体上肢末端刚度求解。建立人体上肢7自由度简化模型,利用Kinect实时获取人体上肢骨骼点的空间位置,基于空间向量法和机器人逆运动学求解人体上肢实时关节角度,通过雅克比矩阵将人体上肢末端刚度转换为关节刚度。其次,建立基于sEMG的人体上肢末端刚度测量系统,提出了基于加权投票预测模型实现了人体上肢末端刚度分类。基于机械扰动原理与人体上肢构型实时测量方法,建立了一套包括KUKA机械臂、8个sEMG电极、六维力传感器、Kinect的人体上肢末端刚度测量系统,实现了对人体末端刚度的测量,利用k-means++算法对人体上肢末端刚度进行聚类。以准确率和混淆矩阵为评价指标,分析k-近邻算法、支持向量机、随机森林、梯度下降树以及XGBoost等算法对人体上肢sEMG的分类性能,提出了基于加权投票预测模型,实现了人体上肢末端刚度分类。再次,提出基于sEMG的机械臂仿人变阻抗控制策略。利用sEMG对人体上肢末端刚度进行分类,结合Kinect对人体上肢雅可比矩阵测量,实现了对人体关节刚度的预测,进而实现了机械臂仿人变阻抗控制。利用MATLAB与ADAMS建立仿真模型,分析了机械臂关节定阻抗控制与基于sEMG机械臂仿人变阻抗控制的性能,验证基于sEMG的机械臂变阻抗控制策略的有效性。最后,搭建机器人宇航员搭建实验平台,基于机械臂关节定阻抗控制策略与基于sEMG的机械臂仿人变阻抗控制策略,进行了机械臂抗干扰实验,验证基于sEMG的机械臂仿人变阻抗控制的有效性。