随着加工任务对于自动化和智能化的要求越来越高,单臂机器人由于自身的局限性,已经不能满足复杂的生产加工要求。双臂机器人因其具有更高的灵活性和更好的适应能力,能够适应复杂多变的工作任务,所以被广泛应用在精密装配和搬运重物等场合,并成为机器人研究领域中的热点之一。双臂机器人并不是两个单臂机器人的简单组合,双臂之间存在严格的运动约束关系,如何实现双臂在不碰撞的前提下,协调完成指定的作业任务已成为研究的难点。本文对双臂机器人协调运动规划进行了深入研究,主要完成了下列工作:本文以六自由度双臂机器人为研究对象,采用D-H参数建模法建立坐标系并确定D-H参数,求出了双臂机器人运动学正逆解方程。提出了将双臂机器人协调操作模式分为独立操作模式、部分约束操作模式和全约束操作模式,并针对这三种操作模式,推导了被搬运物体之间、双臂与被搬运物体之间及双臂之间的位姿和速度约束关系,提出了一种基于主从式双臂的力/位混合控制方式,解决了传统协调控制方法的不足,采用主从式工作方式,主臂的轨迹预先设定,根据不同操作模式下的协调运动约束关系实时推导出从臂的位姿。利用MATLAB Robotics Toolbox对双臂机器人分别在关节空间和笛卡尔空间进行了轨迹规划仿真,绘制出了相应的变化曲线。针对机器人双臂之间的碰撞问题,提出了一种基于简化几何体的碰撞检测方法,并用MATLAB编写碰撞检测程序进行了仿真,验证了碰撞检测算法的正确性,提出了一种双臂协调运动规划方法,并利用协调搬运作业对该方法进行了仿真验证。对双臂机器人的动力学进行了研究,利用拉格朗日法推导了机器人动力学方程,采用ADAMS软件和MATLAB软件相结合的方式,分别对双臂协调搬运和轴孔装配作业进行了联合仿真,通过采用将虚拟样机技术与控制系统仿真技术相结合的方法,较为全面的分析了双臂机器人的运动学、动力学和控制系统的性能。