随着机器人技术的发展,工业机器人在生产制造时的操作越来越复杂,对工业机器人示教系统的性能提出了更高的要求。而传统的在线示教方式人机交互手段单一,难以完成复杂轨迹示教。而且这种示教方式需要示教编程,要求操作人员掌握一定的专业知识。因此研究一种人机交互手段丰富、可快速完成复杂轨迹示教的机器人示教系统,具有重要的意义。针对于示教系统的功能需求,本文研究并开发了一种基于多人机交互模式的机器人示教系统。选用Android移动平台结合虚拟示教技术完成系统的示教器开发,同时在PC平台上集成不同的人机交互接口,并与移动平台本身的人机交互接口相结合,完成了系统人机交互控制模式的研究,不需通过复杂编程即可实现示教控制过程,提升了用户体验。首先,在Android移动平台下对虚拟示教技术所需的三维仿真模块进行了开发。在Open GL ES技术的基础上,建立机器人场景的obj模型,并对相应顶点信息进行处理,完成三维场景的构建与显示。通过D-H方法完成机器人的运动学建模,以实现三维仿真中的机器人的关节约束及运动控制。为使机器人能够按照预期轨迹运动,在保证速度和加速度连续的条件下,研究了关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划算法,并进行了仿真验证。其次,对系统不同的人机交互控制模式进行了研究和实现。在系统远程工作模式下,研究了基于语音和重力感应的人机交互控制模式。语音交互利用语音识别功能定义语音识别语法规则和相关识别命令库,实现语音指令对机器人的示教控制;重力感应利用加速度传感器的数据采集,实现Android移动平台不同的转动姿态下对机器人末端的同步控制。在系统的本地工作模式下,研究了基于六维力传感器的末端拖动示教方法,通过力/力矩实现对机器人末端位姿的调整,并且利用三维鼠标实现了机器人的末端控制。最后,对示教系统进行开发,包括Android示教软件和控制通讯软件的功能界面设计,以及硬件平台的搭建。为验证本文所提出的示教系统的可行性,进行了虚拟示教实验和不同的人机交互控制模式测试。通过分析实验及测试过程,本文提出的基于多人机交互模式的机器人示教系统可以满足实际的示教任务需求。