随着中国制造2025的提出,国内机器人行业发展更加迅速。其中,特别是对服务机器人的相关研究已经得到广泛关注。双臂服务机器人逐渐发展成为机器人产业的研究热点。服务机器人具有仿人型的双臂系统,相比较于单臂机器人,它具有更好的协作能力,服务的应用前景也更加广泛。因此,在实际应用中,针对服务机器人双臂的正逆向运动学求解、协作空间分析、双臂协作轨迹规划的深入研究就显得尤为重要。以实验室自主设计研发的双臂服务机器人为研究对象,针对上述问题进行深入研究。论文主要内容包括双臂服务机器人的系统组成、正逆向运动学求解和分析、双臂协作空间分析、参数优化、双臂协调操作轨迹规划等。主要工作如下:(1)双臂服务机器人的系统组成。(2)运动学分析和求解。结合课题组服务机器人双臂的D-H参数,建立其运动学模型,推导正向运动学方程。同时用代数方法求解机械臂的逆运动学方程。(3)协作空间分析及参数优化。针对此问题,根据正向运动学方程,结合蒙特卡洛法求解双臂各自的工作空间,将公共区域作为协作空间。用协作空间内云点数量量化协作空间大小,以协作空间最大为优化目标,求解机械臂机构最优参数。(4)双臂协调操作轨迹规划。对单臂机器人在关节空间和笛卡尔空间中的轨迹规划进行分析。接着分析了双臂协调搬运刚体时,双臂夹爪之间的位置、速度约束关系。在双臂主从控制模式下,设定主臂速度,反推从臂速度,最后对双臂协调操作运动控制进行了研究。(5)双臂服务机器人协调搬运刚体的实验。指定机器人所需完成的作业任务,然后通过上位机对机械臂发送运动指令,使其完成相应的动作,在指定的必达点位置使用激光跟踪仪对机器人的末端坐标系原点进行测量,并对实际测量位置与理论位置进行对比分析。本文所做的研究工作为后续双臂机器人动力学、碰撞检测等研究工作做了铺垫,对服务机器人双臂协作这一研究方向有着重要的学术意义和应用价值。