● 摘要
拟人双臂机器人技术研究是当前国际机器人领域的重要前沿课题，这一研究热点也从另一方面成为反映一个国家科学技术水平的标志。拟人双臂机器人技术中最重要的是两臂的控制器之间的通信，使得一个臂对于另一个臂的反应能够作出对应的动作、轨迹规划（碰撞避免）和决策，也就是双臂之间具有协调关系。本文结合已有的研究基础和研究条件，对拟人双臂机器人系统的避碰轨迹规划理论、位姿误差分析、工作空间分析等问题进行了深入研究和探讨,编制了分析算法软件并做了相关的实验验证。研究了拟人双臂机器人避碰轨迹规划理论，主要研究了基于C空间的自由空间法和人工势场法，并推导了拟人双臂机器人两手臂连杆间的距离计算公式及人工势场势函数，建立了避碰轨迹规划的理论模型。研究并推导了一种机器人的运动学五参数模型，并根据相邻构件间的误差传递关系，建立了机器人的位姿误差模型。同时根据位姿误差数学模型编制了基于C++的应用程序，该程序具有较强的通用性，适用于串联空间机器人操作臂末端执行器的位姿误差分析。应用蒙特卡洛法编制了MATLAB机器人工作空间分析程序。通过该程序，分别分析了两个机器人各自的工作空间以及合作工作空间。最后，在冗余度双臂空间机器人实验平台上，针对两种典型协调作业(双臂协调插孔、双臂协调旋拧螺母)进行了规划理论模型的仿真及实验演示验证。