随着机器人技术的发展和进步，机器人的控制越来越精确，实现的功能也越来越多。机器人不再只是用在工业领域，越来越多的机器人用于外科手术。本文以6自由度的脊柱手术机器人作为研究对象，对脊柱手术机器人的柔顺控制及骨削手术规划进行了研究。本文主要研究内容有：(1)对脊柱手术机器人的运动学及控制方案进行了分析研究。根据机器人的结构特点，采用D-H法分析了机器人的正逆运动学问题；通过矢量微分法计算出机器人的雅可比矩阵，将其用于机器人的奇异位形分析以及柔顺控制算法计算；针对脊柱手术的定位难、风险大等特点，给出了机器人的主被动控制方案，并制定了主被动的控制流程。(2)研究了脊柱手术机器人的柔顺控制算法。在对阻抗控制算法进行研究的基础上，将基于力的阻抗控制引入机器人被动控制模式中，通过控制机器人的关节驱动力来实现机器人的柔顺控制；通过对机器人的被动拖拽实验，验证了基于力的阻抗控制算法能有效实现对机器人的柔顺控制。(3)研究了脊柱手术机器人的骨削手术路径规划方法。针对脊柱骨结构复杂难以规划手术路径的特点，使用Unigraphics(简称UG)的CAD/CAM功能生成脊柱骨磨削的G代码，通过对G代码的解释可以提取出安全的手术路径。(4)设计了脊柱手术机器人的可视化仿真及控制软件。设计了机器人可视化仿真软件，该软件能可视化跟踪机器人的运动，利用该软件可验证机器人运动学正逆解的正确性，以及骨削手术路径的可行性。设计了脊柱手术机器人的控制软件，实现对机器人运动的控制，软件设计采用模块化结构，可以对数据集中处理，提高控制系统的实时性，方便人机交互。