在各种试探性应用中,人们发现:对于复杂的环境、交错的作业任务,单体机器人有时显得力不从心。于是,同时运用多个单体机器人,通过多机器人之间的分工协作来完成任务的思路开始出现。相比于单体机器人,多机器人的协作具有诸多明显的优势:第一,多个机器人在任务执行过程中可以分布式排列,增大作业空间和覆盖范围;第二,多个机器人可以实现并行方式的作业,加快任务的完成速度;第三,多个机器人之间可以实现信息通信,建立局部到全局的信息网络;第四,多个机器人之间的协同配合,有利于完成大型的复杂任务。本文针对多机器人协作这一问题展开研究,开展得具体工作如下:第一,深入分析了基于人工势场法的机器人路径规划策略,明确了其存在两个问题:目标不可达问题,容易陷入局部极小陷阱问题。针对这两个问题进行了改进,对斥力场函数进行修正,增加各机器人之间的信息交流,进而提出了改进人工势场法模型,有效地解决了多机器人的路径规划问题。第二,从齐次变换、旋转变换的空间位置关系的基本理论出发,对机器人正运动学、机器人逆运动学等理论进行了深入的分析。在此基础上,分析了三自由度机器人,构建了其雅可比矩阵,并对其末端进行了作业轨迹规划分析,得出了其过渡时间、加速度曲线、速度曲线、位移曲线,为后续的多机器人协作作业奠定了运动学基础。第三,在机器人路径规划、机器人运动学分析、机器人作业轨迹规划等研究的基础上,对多机器人的协作作业进行了仿真实验研究。搭建多机器人协作平台,完成重物抓取和重物搬运等仿真试验,验证避碰理论以及作业规划理论的有效性。