由于单机械臂自身存在工作范围限制和效率问题,已经很难满足日益增长的现代生产需求。在许多领域,双机械臂乃至多机械臂协作应用的场景越来越多。双机械臂系统作为多机械臂系统的典型代表,逐渐成为机械臂领域研究的热点之一。本文以双人机互助型冗余灵巧作业机械臂为研究对象,对双机械臂的运动学、动力学、轨迹规划、跟踪控制内容进行了研究,主要研究内容如下:首先,建立七自由度人机互助型冗余灵巧作业机械臂模型。利用改进型DH参数法建立运动学方程,通过MATLAB机器人工具箱建立双机械臂仿真模型,进行正运动学分析。根据冗余机械臂的几何特性,借助臂角参数化求解逆运动学。并且利用改进粒子群算法,优化定义最优位形的臂角。采用蒙特卡洛法计算双机械臂的工作空间,并利用MATLAB进行运动学仿真,验证了运动学模型的正确性。其次,利用Lagrange方法建立七自由度机械臂的动力学模型,分析动力学方程各个因素变化规律,并将双机械臂模型导入ADAMS进行动力学仿真。再次,对双机械臂协调同步和相对的运动学关系进行分析,然后选用五次B样条插值算法实现双人机互助型冗余灵巧作业机械臂的轨迹规划。在主机械臂轨迹点已知的情况下,使用改进型人工势场法,对从机械臂进行无碰撞路径规划,实现了从机械臂避开障碍物到达目标位置,验证了改进型人工势场法的有效性。最后,对双机械臂采用基于重力补偿PD控制方法,实现双机械臂的关节位置控制。结合ADAMS内建立的虚拟样机模型,与MATLAB\Simulink建立联合仿真控制平台,对机械臂进行轨迹跟踪并进行仿真验证,得到较好的跟踪特性。根据双机械臂协调同步和相对运动特性,分别进行双机械臂协调同步和相对运动仿真实验,验证控制方法的正确性。