相对于单臂机器人，冗余双臂机器人在复杂的工作任务和多变的工作环境中具有适用范围广、协作能力强、可靠性高等独特的优势。因此冗余双臂机器人在工业自动化生产线、社会服务、航天等领域拥有广泛的应用前景。作为冗余双臂机器人系统的关键技术，冗余双臂协调操作方法已成为机器人技术领域中的研究热点之一。本课题重点围绕冗余双臂机器人协调操作时机械臂轨迹跟踪误差和双臂间相对误差的控制、双臂夹持载荷的分配、典型协调任务操作仿真等关键问题进行了研究。本文首先对冗余双臂机器人协调操作的基础理论进行了研究。根据MOTOMAN-SDA20冗余双臂机器人的自由度配置和结构尺寸建立了双臂协调系统运动学模型并对其进行了运动学分析；根据双臂松协调和紧协调的特点分别建立了完整的协调约束关系；分析了双臂协调系统的动力学特性，建立了双臂和操作物的动力学模型，并对操作物所受的内应力进行了数学描述。其次，针对冗余双臂松协调操作时机械臂轨迹跟踪误差、双臂间相对误差和冗余关节特性的控制问题，设计了一种冗余双臂机器人松协调系统任务优先级控制方法。通过引入空间弹簧阻尼并联模型，建立了关于机械臂轨迹跟踪误差和双臂相对误差的阻抗关系式并设计了松协调主任务控制律，在控制机械臂轨迹跟踪误差大小的同时对误差方向进行了约束即减小了双臂相对误差；通过对增广空间中零空间子任务的规划和优化，实现对冗余关节阻抗的控制和避关节运动极限。然后，针对冗余双臂紧协调操作时操作物轨迹跟踪误差的控制和双臂夹持载荷的分配问题，设计了一种基于位置/力协调的冗余双臂机器人紧协调控制方法。利用空间弹簧阻尼并联模型，建立了关于操作物轨迹跟踪误差和双臂间相对误差的阻抗关系式并设计了位置协调方法，减小了操作物轨迹跟踪误差；在对双臂抓取模型分析的基础上，引入变加权矩阵建立了力协调控制方法，实现对双臂夹持载荷的优化分配和操作物内应力的控制。最后进行了典型双臂协调操作任务双臂插孔和双臂夹持物体运动的仿真。仿真结果表明，冗余双臂机器人协调操作方法的设计是合理的，运行是稳定、可靠的，可以满足协调操作任务的需求。