随着机器人技术的迅猛发展,机器人代替人类进行生产作业的应用越发广阔。但是在一些特殊场合,如地震救援、核电站设备维护、危险辐射采样、飞机管道检测维修等,由于这些地方风险高、空间狭小,要求机器人具有较高的灵活性和避障能力,传统的六自由度机械臂很难适应这样的复杂空间。鉴于超冗余度机器人有着超高的灵活性,非常适应在复杂空间环境进行作业。而运动学分析、轨迹规划、避障算法等是其能否在复杂空间进行作业的关键技术,本文以研究其避障轨迹规划算法为目标,开展运动学分析研究、对柔索驱动关节进行解耦分析、特殊障碍物分析、避障轨迹算法分析,并进行了仿真验证,完成了以下研究内容:（1）对超冗余度机器人关节结构进行了选型分析,设计了整体构型。对超冗余度机器人进行了运动学建模,提出了一种等价结构,建立了超冗余度机器人正运动学方程。分析了柔索驱动空间到关节转动空间的映射关系,提出了一种柔索驱动的运动学解耦分析方法。通过构建速度级逆运动学方程,实现微分运动向量求解和雅可比矩阵伪逆求解,完成了对其速度级逆运动学的求解。（2）对传统的分段几何算法进行了改进,提出了可适应障碍物环境信息进行调整的改进分段几何法。关键点不再固定,根据具体环形和障碍物信息移动和变换;各段的求逆方法不再固定。通过协调参数和构型参数等,改变具体的几何形态,实现同一目标点多解多构型,弥补了单独采用迭代法逆解唯一且不适应复杂环境的问题,极大增强了避障能力。（3）对逆解位姿相邻关节点进行插补处理,实现了对改进分段几何法逆解位姿的离散路径化处理,结合末端跟随算法,提出了一种改进分段几何法和末端跟随法组合的避障轨迹规划算法。对特殊障碍物轮廓进行了分析,建立了典型障碍物几何模型。根据臂杆和障碍物的最小距离建立了基于最小距离的避障性能准则函数。通过预测最短距离,实现了基于梯度投影法的避障轨迹规划算法。（4）基于梯度投影法生成的逆解位姿,对相邻关节点进行插补,实现了对梯度投影法逆解位姿的离散路径化处理,结合末端跟随算法,提出了梯度投影法和末端跟随法组合的避障轨迹规划算法,并通过仿真对比实验分析了该组合算法的正确性。