随着人类社会的发展和机器人技术的进步,近年来主从机器人系统被广泛应用于排雷、核能、装配、深海、医疗和太空等特殊环境。本文在国内外主从机器人系统研究的基础上,对多种主从机器人位姿映射方法进行了分析和实验研究,主要内容如下:本文用到的机器人主要有Phantom Omni机器人、交汇式机器人、3自由度串联机器人和6自由度并联机器人等。在对各机器人结构进行简要分析的基础上,选用合适的电器元件建立其硬件系统。设计VC++6.0软件程序实现各机器人的独立运动,为主从控制系统提供了实验平台。根据后续的实验要求,运用D-H法分别建立Phantom Omni机器人、3自由度串联机器人的正逆运动学模型和6自由度并联机器人的逆运动学模型。搭建了各机器人的SimMechanics机构仿真模型,验证了其正逆运动学的正确性,并分析了各机器人的位置工作空间和姿态工作空间。对机器人主从控制系统的几种映射方法:增量式映射、绝对式映射、关节映射、大地坐标系映射、定比例映射和变比例映射等进行了分析,并提出了一种主机器人控制视窗运动的工具坐标系映射法。基于主从映射方法和实验的需要,将文中涉及的4个独立的机器人组成不同的主从控制系统,设计了友好的软件界面和相应的主从控制程序。在此基础上,对于每种映射方法进行相应的实验研究,实现了主机器人对从机器人位置和姿态的运动控制。