随着替身理论的提出以及人体建模技术的发展，人类开始逐渐融入到虚拟的环境之中，利用其三维替身与虚拟环境进行交互。本文在研究H-anim替身模型标准的基础上，将替身概念扩展至机器人研究领域。以三自由度柔性机器人为研究对象，利用VRML技术，在虚拟的环境中建立机器人替身模型，使其具有同人体替身模型同等的地位，代替真实的机器人成为虚拟环境中的主体。通过对比人体模型与三自由度柔性机器人替身模型之间结构上的相似之处，采用建立人体替身模型常用的多关节体建模方式。同时利用VRML空间坐标的变换层系来建立分层关节点嵌套的三自由度柔性机器人替身模型。机器人替身概念的提出，使得虚拟仿真环境中的机器人替身模型从虚拟的环境中分出来，它不再只是虚拟环境的一个组成部分，而是独立的存在主体。而其替身作为虚拟环境的主体，与处于虚拟环境之外的用户的信息交流，则是通过用户与机器人替身之间的交互实现的。但VRML本身的交互能力比较弱，本文在对基于VRML的交互技术进行探讨之后，利用Java编程语言扩展VRML的交互能力以实现较为复杂的交互形式。根据机器人的结构特点推导出其各个连杆之间的运动约束方程，并通过EAI实现了对机器人替身运动的控制。将机器人替身运用到基于Web的机器人遥操作系统中，是替身理论在机器人研究领域的一个具体的实例。一方面，将机器人替身运用在遥操作的视觉反馈系统中，建立虚拟仿真环境中机器人的三维替身模型，使其能即时的反馈机器人的动作位姿，并根据实际的远程机器人控制系统发出的信息实时的驱动虚拟场景内机器人替身进行连续的运动。由于用远端机器人运动产生的位姿信息代替了大量的图像信息，而这种状态信息容量极小，在传输过程中几乎不可能产生延迟，从而保证了视觉反馈的实时性与显示效果的连续流畅。另一方面，利用虚拟的仿真环境以及机器人替身模型，可以实现对远程实际机器人的控制。操作用户在实际发送操作指令前可以通过控制虚拟环境中的机器人替身，预览其运动效果，以便作出进一步的判断。通过对机器人替身的运动模拟实现对远程实际机器人的遥控制的方式在一定程度上确保了系统的可靠性。选用B／S结构作为开发基于Web的机器人遥操作系统的体系结构，以XML作为数据交换的标准，解决了异种程序接口之间的数据通信的问题。本文给出了一个基于Web的机器人遥操作的原型系统。此原型系统表明，机器人替身的运用很好的解决了遥操作中运动仿真的实时性与系统可靠性问题，其具有良好的实用性。最后在总结全文工作的基础上，指出了有待进一步研究的内容。