杨正[1]2000年在《考虑接触运动的机器人协调操作研究》文中指出本文主要在前人已有工作的基础上，应用旋量理论和微分几何等新概念、新方法，建立具有接触相对运动的双臂协调模型，进行仿真计算，并将其与硬点接触模型进行了比较分析。 首先，介绍螺旋理论的预备知识并应用旋量理论描述刚体运动分别在空间坐标系和物体坐标系中的位形和速度；进而将此表示方法用于机器人雅可比矩阵的推导。通过应用旋量理论，使系统的运动学描述变得直观和简化，各个坐标系之间的转化更加清晰、明朗。 随后，对具有接触相对运动的多指抓取运动学问题做了进一步深入研究。其中主要讨论了刚性物体与刚性杆机器人接触的曲面模型；手指和物体精确模型的选择；接触运动学方程的推导过程及滚动抓取运动学的一些特殊性质；最后，我们在满足假设条件及充分考虑上述诸多因素的基础上建立了软指接触、具有接触相对运动的空间刚性机器人系统的运动学约束方程。 接着，在前两章的基础上建立系统的动力学模型。首先，应用螺旋理论推导了拉格朗日函数，进而建立了开链机器人的动力学方程；然后讨论了抓取静力学中的接触模型、抓取映射等问题，并对抓取性质做了简单讨论；最后，应用拉格朗日乘子法建立了系统的动力学方程，并对最小关节力矩进行了规划。 最后，对所建立的系统模型进行了简化，并对机器人系统方程建立过程中运动学和动力学的一些细节问题做了进一步明确；然后对简化后的系统模型进行了仿真计算，得到了令人满意的计算结果，与理论分析基本吻合，并与硬点接触情况进行了比较分析，充分说明了系统模型的正确性和优越性。仿真结果表明，系统模型更加适用于低速、小位移的精细操作。
杨正, 赵京[2]2001年在《考虑接触运动的机器人协调操作的研究》文中研究说明在接触运动方程的基础上 ,应用旋量理论和微分几何等新概念、新方法 ,建立指端与被操作物体间具有接触相对运动的空间软指刚性冗余度机器人协调操作的动力学模型并进行了最小关节力矩的轨迹规划 ;然后通过仿真计算与硬点接触模型进行了比较分析 ,仿真结果表明 ,系统模型更加适用于低速、小位移的精细操作
白克强[3]2017年在《双臂机器人拟人化动作实现与协调控制方法研究》文中提出拟人双臂机器人在精密打磨、精密装配、大负载搬运等工业领域有其独特的优势,它是下一代工业机械臂智能化发展的方向。拟人双臂机器人是仿照人手臂的自由度构成和分配而设计的一种机械臂系统,其具备操作空间大、灵活性高以及协同能力强等特点而被广大学者研究;由于冗余自由度的存在,双臂机器人系统运动控制研究水平一定程度上标志着一个国家在机械臂研究领域的学术地位。本文以拟人双臂机器人为研究对象,以人体双臂运动机理、双臂机器人运动规划方法以及双臂协调运动控制为研究内容,针对传统运动规划方法操作复杂、效率低下以及双臂机器人运动控制系统存在的非线性等问题开展相关研究。本文研究的主要内容如下1.提出了基于直角三角函数的手臂关节旋转的评价方法。从人类手臂的特点出发,结合人体解剖学,分别对肩部、肘部与前臂、腕部进行了详细阐述及运动学分析,构建了肩关节-肘关节-手腕组成的人类手臂运动链,并对其运动学进行了建模。分析了手臂关节角的运动轨迹、角度变化以及肌肉的作用力特征,解决了手臂在旋转过程中肩部和肘部关节力矩的计算问题。2.提出了基于人体手臂运动捕获数据的对偶四元数空间向量法关节角计算方法。针对传统人体双臂运动捕获方法存在的不足,描述了光学运动捕捉系统的优点以及当前在运动捕捉数据的分析与处理方法中有待解决的问题。应用空间向量法对人体肩部和肘部关节角进行了计算,通过对偶四元数对原型标记点位置的逆运动学进行了求解,避免了欧拉角的奇异点问题。3.采用了欧几里得群结构与最优控制逆解相结合的方法,建立了人机匹配模型。围绕机器人复现人体双臂运动的目标,通过对捕获人体双臂运动轨迹上的速度和关节角度变化数据进行修正,并将修正后的数据与机器人模型进行运动学匹配,解决了人体运动数据到双臂机器人的最佳模型匹配问题。实现了仿人双臂机器人的拟人化运动。4.双臂机器人位置跟踪精度不同控制策略的对比研究。在经典反演控制器设计的基础上,建立了一种改进型的双臂协调反演控制策略。该策略有三个特点:第一,采用模糊逼近反演控制算法,对非线性不确定性进行估计,进一步提高末端位置跟踪的精度。基于力和位置的混合控制系统,模糊逼近末端期望轨迹,完成了双臂的协调抓取任务。第二,采用扩展的自适应反演控制方法来控制双臂稳定工作,充分利用反演法的优点,使用一阶滤波器减少控制器的复杂度。基于力矩补偿的模糊自适应反演控制方法,对机器人双臂实现准确的轨迹跟踪。第三,采用滑模自适应反演控制方法来减少系统总干扰,结合非线性扰动观测器的特点,提出了一种非线性扰动观测的滑模自适应反演控制方法。该方法削弱了滑模控制的抖振,提高了仿人双臂机器人系统的控制性能,保证双臂系统稳定工作。5.设计了双臂机器人拟人化控制和双臂协调稳定操作的完整方案。针对机器人双臂实现拟人化操作问题,应用目前通用的仿真平台V-REP(Virtual Robot Experimentation Platform)从仿真、实验角度验证了本论文提出方法的有效性,为仿人机器人双臂协调稳定控制以及双臂拟人化复现操作提供了一个新的参考方向和方法,拓展了双臂机器人的应用,具有积极的学术指导价值和重要的工程实际意义。
王美玲[4]2015年在《面向救援任务的双臂机器人协作运动规划与控制方法研究》文中研究表明日本的福岛核事故,天津的危险品爆炸等重大的灾难性事故发生后,研发出一种能够在危险环境下救灾救援机器人,成为机器人研究领域的热点和难点,也是重大基础性的课题,具有十分重要的理论意义和实际应用价值。针对这些特殊应用,美国国防部高级计划局(DARPA)举办了世界性级先进机器人技术挑战赛(DRC),希望通过比赛,研制出能够使用救援工具执行救灾任务的机器人系统,并且能够得到实际应用。双臂机器人是最有可能完成这些动作和任务的机器人系统。为解决传统6自由度手臂的双臂机器人存在无法避免空间奇异点、避障等弱点,模拟人双臂强大的作业能力和运动灵活性,本论文自主研发了一款具有冗余自由度的双臂协作机器人样机,冗余自由度使得在双臂执行器末端位姿不变的前提下机器人具备避奇异、避障、避关节极限、优化关节力矩等能力,同时,也增强了双臂机器人操作能力、负载能力和运动灵活性。在该样机平台上,论文主要解决了冗余自由度双臂运动逆解算法、面向任务层面上的双臂运动和力规划以及双臂协调控制四个关键技术问题,主要研究内容和创新点如下：1)提出了具有冗余自由度的双臂机器人运动学建模和算法研究。采用D-H方法建立了双臂机器人运动学模型,在综合考虑冗余特性的基础上,如避奇异,避关节极限等,提出了一种新的七自由度冗余机械臂运动学封闭逆解算法,解决了数值算法中难以确定初始值以及存在累积误差等问题。通过仿真和实验验证了运动学建模和逆解算法的快速有效性。2)提出了一种普适性的对称式双臂协调操作运动规划方法研究。根据双臂间的运动和力约束关系,提出了将一个完整的双臂协调操作过程划分为双臂独立、部分约束和全约束协调操作三种模式。其次,针对以上三种协调操作模式,给出了双臂之间、双臂与被操作物体之间的相对位姿约束关系模型,并提出了一种普适性的基于位置层面上的对称式双臂运动规划方法。该规划方法的优势在于,主从臂具体同等地位,可依据被操作物体的运动轨迹进行同时规划,可以有效的避免主从式运动规划中从臂获取信息延迟的想象。此外,该双臂运动规划方法也为冗余自由度双臂机器人的运动控制和力学计算提供了理论分析模型。3)开展了冗余自由度双臂机器人的联合动力学和内力动态优化分配方法研究。首先,针对三种双臂协调操作模式,分别对双臂、被操作物体动力学以及双臂与物体的联合动力学进行了建模,为双臂间的力规划提供了力学模型。其次,研究了双臂在关节空间、操作空间以及抓取空间之间的运动和力的映射关系。并针对双臂机器人系统组成的闭链多体系统的动力学耦合问题,采用能量最优法、最小范数法和加权伪逆法三种优化方法对双臂内力进行了动态分配,通过三种优化方法的对比分析得出加权伪逆法可以实现双臂挤压力为零的分配方法。最后,结合动力学模型和内力分配方法,针对双臂三种操作模式,提出了一种普适性的双臂作用力规划方法,为双臂协作力控制器的设计提供了力学模型。4)开展了双臂协调控制和实验研究。首先,以双臂的相对位姿控制与作用力控制为控制对象,提出了两种基于模型的双臂协调控制方法,以顺应不同的操作环境和操作任务需求。一种是基于运动学模型的位置协调控制方法,用于跟踪双臂末端位姿、相对位姿的控制；另一种是基于动力学模型的协调力控制方法,以实现目标运动和力的同步控制。其次,搭建了双臂控制系统的软硬件平台,以及给出了通过多通道协调控制功能实现双臂运动中同步和异步程序的并发执行的实现方法。最后,针对DARPA机器人挑战赛任务,开展了双臂机器人开门、清除障碍物等实验研究,实验验证了双臂协调运动规划与控制方法的可行性。全文采用理论推导、仿真分析和实验验证相结合的方法,对冗余自由度双臂的运动学、运动和力规划、协调控制等方面进行了系统、全面的研究和实验论证,为具有冗余自由度双臂机器人的研究开发提供了可以借鉴的理论,提高了冗余自由度双臂机器人应对自然灾害或人为灾害等复杂环境下的协调作业能力,也为在实际环境中的应用奠定了坚实的基础。
程磊[5]2005年在《多移动机器人协调控制系统的研究与实现》文中研究指明多机器人系统是机器人学发展的一个新方向。一方面,由于某些任务的复杂性,单个机器人会因为自身有限的能力而无法完成全部的工作,在这种情况下,多个机器人可以通过相互之间的协调共同完成任务。另一方面,通过多机器人间的协调,可以提高机器人系统的作业效率。在多机器人系统的研究中,多移动机器人系统的协调控制始终是一个热点主题,也是该领域中一个基础性的研究方向。本文在前人研究的基础上,通过构建一系列新理论及方法,并结合运动协调仿真与实验,对多移动机器人协调控制系统的理论基础和实现技术进行了更加深入的探讨。本文首先研究了一类基于智能体通信机制的体系结构,以获得多移动机器人系统在“相互感知盲区”中的协调运动能力。为达到全双工,可靠的信道传输,该系统结构采用了UDP/TCP 双协议、双通道通信模块设计。本论文其余部分的实验设计及实现方法,都是以结构为基础进行展开研究。为对理论研究结果进行分析和验证,本文设计了一类通用的多移动机器人协调控制仿真软件。通过运用基于虚拟2-D 激光的感知技术,以及基于线程的程序结构和面向对象的软件设计法,该软件有效地实现了复杂环境下大规模移动机器人系统协调运动的实时模拟。基于ι-φ闭环控制律的多移动机器人运动协调算法是一类行之有效的多移动机器人控制算法,本文进一步开展了如下研究:对闭环控制律下Leader-Follower 编队的基本稳定性问题进行分析与综合; 对串联编队与并联编队的稳定性进行分析与比较,并给出了LFS 理论下的相应结论; 提出了引入“势点”的改进算法,改善了ι-φ闭环控制律下的多机器人运动过程的动态性能; 提出并探讨了多移动机器人运动协调中的容错控制问题,建立并运用队形分级图,初步研究了基于l ??闭环控制律的多机器人运动协调中的容错队形重构。群集运动控制是模拟自然界中生物聚合运动的新型分散式控制方法,本文研究了群集控制律下的多移动机器人运动协调系统,提出了一类有序化群集运动控制算
张成新[6]2002年在《柔性机器人协调操作的动力学分析与规划》文中认为柔性机器人协调操作是机器人研究的前沿课题之一，由于难度较大，目前国内外在此方面的研究成果还十分有限。本文采用新的方法，建立了柔性臂机器人，考虑关节柔性和臂柔性的机器人及其协调操作系统的动力学模型。系统研究了柔性机器人及其协调操作的正动力学问题，逆动力学问题，轨迹跟踪，冗余驱动，内力和承载能力等，并将这些方法拓展到受限柔性机器人以及柔性机器人协调操作受限物体领域当中，取得了一系列研究成果。 首先，基于实际位移，采用Timoshenko梁理论和有限元法，由Lagrange方程建立了柔性臂机器人和考虑关节柔性和臂柔性的机器人动力学模型。由此推导出了对于给定的关节输入求解柔性机器人末端轨迹的动力学方程。通过采用与通常方法不同的边界条件，推导出了给定机器人末端任务求解机器人输入关节角和关节力矩的柔性机器人动力学方程。 然后，根据本文所建立的柔性机器人动力学模型，由柔性机器人协调操作的运动约束条件和动力约束条件，推导出了柔性机器人协调操作刚性负载的动力学方程。由此推导出了对于给定的关节输入求被协调操作物体质心轨迹的动力学方程。令被操作物体的实际质心位置，而不是由刚体运动分析所确定的名义位置为边界条件，并且令其满足期望的轨迹，由提出的载荷分配方法，推导出了给定被操作物体轨迹求解机器人关节输入的动力学方程。此动力学方程可以求出机器人理想的关节输入。文中对柔性机器人协调操作的正动力学问题，逆动力学问题，载荷分配，轨迹跟踪，内力和承载能力等方面进行了理论分析和数值仿真。 接着，首次对柔性机器人协调操作的动力规划问题进行了研究，提出了输入功率这一新的规划目标。与采用输入关节力矩最小和输入关节速度最小为目标时的动力规划结果相比，以关节输入功率最小为规划目标进行动力规划时，可降低系统的能耗，同时系统的运动学和动力学特性较好。 最后，首次利用有限元法，根据柔性机器人与作业环境的运动约束条件和动力约束条件，推导出了受限柔性机器人的动力学模型，以及柔性机器人协调操作受限物体的动力学模型。由于采用了系统变形后的实际位置为边界条件，本文所提出的受限柔性机器人的动力学模型和柔性机器人协调操作受限负载的动力学模型克服了通常方法不方便对受限柔性系统进行动力学分析的弱点。文中通过数值仿真讨论了逆动力学问题，轨迹跟踪，载荷分配和与作业环境的最 北京工业大学工学博士学位论文大接触力等方面。
贺军[7]2016年在《变负载双臂机器人阻抗自适应控制系统研究》文中提出人类双臂协作完成各种复杂的任务具有独特优势,如在变化的非结构环境下双手抓取物体进行协作安装或打磨：传统的单臂工业机器人在实际的应用中已经非常成熟,但无法完成类似的动作,模仿人类双臂协作的生物学机理,研发双臂协作机器人将是下一代机器人研究的方向和重点。在非结构环境下研究和解决协作机器人的变负载问题是解决双臂协作机器人实际应用的关键,具有重要的理论意义和实际应用价值。本文结合江苏省科技支撑重点项目“多功能冗余自由度双臂工业机器人开发及示范应用”(编号：BE2013003),对双臂协作机器人进行了深入研究,研制出冗余自由度双臂协作机器人系统,开展了变负载的双臂协作机器人双环自适应阻抗控制研究,设计了基于模型的非线性控制系统,通过系统仿真与实验,验证了提出的控制策略与算法。主要的研究内容和创新点如下：(1)提出了基于外部扰动观测的变负载模糊自适应滑模控制算法。设计了基于迭代算法的非线性观测器,精确估算变外力负载产生的扰动。引入自适应模糊逻辑算法,实时更新滑模切换增益,有效地消除滑模控制中的抖动问题。根据李亚普诺夫函数,设计滑模控制器控制率,保证了系统的稳定性。解决了由于变负载以及机器人动力学模型不确定性对机器人系统跟踪精度影响的问题。(2)提出了基于系统能耗最小的内力动态优化分配方法。通过建立双臂机器人抓取物体的运动学动力学模型,设计了抓取矩阵,分析了运动约束关系。采用最小范数法和零空间解法,将双臂夹持物体的合力分解为内力和外力,以系统的能量消耗最小为优化目标,采用能量代价函数对内力进行二次优化分配。解决了目标物体的合力分解到双臂机器人操作空间的力映射问题,为下章的力控制提供理论模型。(3)提出了双环阻抗变刚度力跟踪控制策略。针对目标物体合力分解为内力和外力的方法,分别采用内环阻抗和外环阻抗的控制策略,外环阻抗对理想的外力进行跟踪控制,可实现物体与环境良好接触,稳定交互。以手臂的阻抗特性分析,提出了基于PD变刚度调整阻抗控制策略,提高了系统的鲁棒性。为了防止内力过大而损坏物体,设计了内环阻抗控制模型,通过李亚普诺夫函数证明全局控制系统的稳定性。解决了双臂协作抓取及物体与环境交换下力的稳定性控制的问题。(4)开发双臂协作机器人软硬件控制系统。针对双臂协作机器人不同任务作业的复杂控制算法,采用开源的Linux+RTAI系统,构建了视觉、力觉、电流检测等感知能力系统,开发出能快速计算和数据处理能力的总控系统。采用基于总线通讯模式,实现各关节控制节点与总控系统的信息传递速度与准确性的大幅度提高。(5)搭建了实验平台,对控制算法进行了验证。针对双臂协调变负载问题,开展了机械臂末端变负载实验、双臂机器人的变外力交互实验以及基于任务分解的双臂机器人轴孔装配实验；通过两7-DOF机械臂仿真平台和实验手段验证了提出的控制算法的有效性。
毛立军[8]2002年在《基于控制的柔性机器人及其协调操作动力学建模与分析》文中提出机器人协调操作和柔性机器人的研究是当前机器人领域中的两个前沿课题。目前，国内外学者在这两个领域内进行了大量的研究，并将机器人协调操作与柔性机器人的研究结合起来，形成了柔性机器人协调操作这一新的研究课题。多柔性机器人的协调操作能综合柔性机器人和协调机器人两方面的优势，从而克服了单柔性机器人变形误差大、振动剧烈等缺点，使得机器人系统的性能进一步提高。但是这些研究一般都采用有限元法和Lagrange方程来建立机器人系统的动力学模型，其方程数目多、维数高，求解速度慢，很难应用到实际的工业控制中，本文则在这一问题上做一定的尝试。 本文采用假设模态法和Lagrange方程建立了柔性臂机器人及其协调操作系统的动力学模型，并以柔性机器人协调操作系统为重点研究对象，对柔性机器人协调操作刚性负载的动力学建模进行了系统深入的研究。 首先，采用假设模态法和Lagrange方程建立了单柔性机器人的动力学模型，并推导出了动力学方程，给出了其正、逆动力学问题的解法。最后通过仿真算例验证了本方法的可行性和有效性。指出采用本方法可以大大减少动力学方程和广义变量的数目，从而降低了动力学方程的复杂程度，提高其运算速度，有利于应用到实际的机器人控制中。 其次，在分析了柔性机器人协调操作系统区别于刚性机器人协调操作系统的两个本质特性的基础上，给出了柔性机器人协调操作刚性负载的运动学和动力学协调约束条件，并利用这些协调约束条件，采用假设模态法和Lagrange方程，推导出协调操作系统的动力学方程。文中通过仿真算例来对本方法加以了验证。 最后，在前面分析的基础上，采用柔性机器人协调操作的位姿误差动态校正策略，以两柔性机器人协调操作刚性负载完成给定的目标轨迹作业任务为例，规划了两柔性机器人各关节的校正输入量，通过改善关节的输入来提高系统的位姿操作精度，取得了较满意的结果。
王晓露[9]2016年在《模块化机器人协调运动规划与运动能力进化研究》文中进行了进一步梳理模块化自重构机器人由具有一定运动和感知能力的基本模块组成,可以通过模块间的连接和断开形成丰富多样的构型(形态),从而能够更好的适应环境特征与任务要求,如采用蛇形或者毛虫构型穿越狭小的孔洞,四足构型越过崎岖的地面,在平面环境下采用环形构型实现高速滚动等。另外机器人模块自带运动关节,所以组成的构型具有超冗余自由度。正是由于模块化机器人构型多样性和运动超冗余度的特点,使其运动规划和控制成为一个挑战性课题。而整体协调运动作为模块化机器人最基本的能力,探寻一种有效的、可应用于任意构型的协调运动规划与自动生成理论与技术,是该领域急需解决的难题之一。模块的基本结构对机器人的整体构型和运动模式有直接的影响。本文的研究内容基于UBot模块化机器人系统,UBot模块具有主动模块和被动模块两种类型,通过主动模块的机械式钩爪实现对被动模块的连接和断开,模块关节采用L型虎克铰结构的双转动自由度配置,转角范围为(-90°~90°)。为实现机器人的运动能力自动生成,需要解决一系列关键技术,尤其在软件方面,迫切需要一个适合模块化机器人、可快速生成协调运动的仿真计算软件平台。为此开发了具有运动仿真功能并且可进行高效虚拟运动进化的三维运动进化仿真平台,实现了UBot模块化机器人的运动仿真和运动能力虚拟进化,为模块化机器人协调运动能力的快速自动生成提供有力的研究工具。针对具有特殊结构的机器人构型,研究一种可伸缩运动控制器及其规划方法,从而适应模块数量改变下的运动自动生成及其多模式运动规划,是模块化机器人运动自动生成的一个重要方面。本文系统研究了一类链式构型运动规划问题,研究其开环和闭环形式的多模式运动规划方法,基于Serpenoid曲线和提出的Serpenoid多边形模型,构建了适应模块数量改变的普适性运动控制器表达式,实现了多种新型的运动步态,例如类蚯蚓蠕动运动和Serpenoid多边形滚动模式等,为链式构型机器人适应环境和执行任务提供了运动基础。对于没有或者难以进行运动控制器模型建立的构型,如何自动生成其运动模式,在模块化机器人领域仍然是有待研究的开放性问题。本文采用运动仿真与进化算法相结合的机器人控制器参数离线优化方案,首先设定典型构型的控制器表达式与优化变量,然后以仿真评价得出的适应度值为判据来引导控制器参数向量的变化趋势,从而在有限的时间内得出满意的运动结果。为进一步发掘模块化机器人的多模式运动,提出了基于机器人运动行为空间稀疏度为自然进化选择标准(适应度)的粒子群搜索算法,放弃运动搜索目标,实现一个可搜索出高运动速度运动步态的同时,还可发掘机器人丰富运动模式的计算框架,针对不同模块数量的毛虫构型、蛇形构型、十字构型、四足构型等典型构型进行仿真研究,验证算法的有效性。基于控制参数搜索的运动能力进化仍然需要人工设定机器人运动控制器表达式,这种方式需要对机器人构型及其几何特征有一定程度的了解。因此针对任意构型,控制器表达式及其参数的自动生成(自建模),成为一个重要的研究课题。本文提出一种控制器表达式自动生成与控制参数进化相结合的自建模运动能力进化方法,将机器人构型拓扑解析、功能子结构的控制器表达式自动生成、同构子结构运动关系约束以及参数优化搜索结合在一起,实现了任意机器人构型协调运动能力的一键式自动生成功能。对多种构型进行仿真验证,结果显示自建模运动进化可以快速找到规则的运动步态,从而在机器人构型改变情况下为机器人提供快速适应环境的能力。为验证模块化机器人整体运动规划及运动进化结果的有效性,建立了完整可靠的UBot模块化机器人软硬件系统。采用空间方位信息比对算法实现了UBot实际机器人与仿真机器人的构型自动识别与匹配,并将其集成到构建的UBot Sim平台中,实现了虚拟机器人与实际机器人之间所见即所得的同步控制功能,为进行快速实验验证提供有力工具。进行8模块毛虫构型和12模块闭环构型的协调运动实验,验证基于模型的可伸缩运动控制器规划结果;针对基于参数优化的运动进化和自建模运动进化的几种新型运动步态进行实验验证,包括四模块毛虫构型仿尺蠖运动,短十字构型全关节驱动协调运动,八模块毛虫构型行进转弯运动,四足和长十字构型的大跨度类对角步态快速运动模式,T型构型的类游泳步态等,验证运动仿真平台下模块化机器人运动能力进化的有效性。
王化劼[10]2014年在《双机器人协作运动学分析与仿真研究》文中提出协作多机器人系统是近年来机器人研究的热点，具有良好的应用前景。针对开展相关研究的迫切需要，本文介绍了当前多机器人协调控制的研究工作和成果，并对多机器人的运动控制方法进行了阐述，从而引出本文的主要研究内容。对机器人正逆运动学的求解算法进行详细推导，为后续提出的算法以及仿真验证提供了理论依据。本文搭建了联合仿真平台，完成了MOTOMAN UP6六自由度工业机器人抓取作业空间内任一物体的联合仿真，验证了机器人运动学算法的正确性以及联合仿真的直观有效性。本文还提供了一种对机器人快速轨迹规划的方法，在不用推导运动学算法的基础上就可以实现机器人轨迹的规划。本文根据双工业机器人协作中末端位姿的相对关系，分析了双机器人末端执行器协作轨迹约束关系，对两种协作约束关系推导了具体的算法公式，并运用Matlab机器人工具箱分别做了两种协作方式的仿真研究，证明了约束关系分析的正确性以及算法的可行性。运用三维软件进行了双机器人系统的建模，实现了双机器人协作搬运物块以及画圆的动力学仿真。运用实验室现有的两台MOTOMAN UP6六自由度工业机器人做了协作画圆实验。
参考文献：
[1]. 考虑接触运动的机器人协调操作研究[D]. 杨正. 北京工业大学. 2000
[2]. 考虑接触运动的机器人协调操作的研究[J]. 杨正, 赵京. 机械科学与技术. 2001
[3]. 双臂机器人拟人化动作实现与协调控制方法研究[D]. 白克强. 中国科学技术大学. 2017
[4]. 面向救援任务的双臂机器人协作运动规划与控制方法研究[D]. 王美玲. 中国科学技术大学. 2015
[5]. 多移动机器人协调控制系统的研究与实现[D]. 程磊. 华中科技大学. 2005
[6]. 柔性机器人协调操作的动力学分析与规划[D]. 张成新. 北京工业大学. 2002
[7]. 变负载双臂机器人阻抗自适应控制系统研究[D]. 贺军. 中国科学技术大学. 2016
[8]. 基于控制的柔性机器人及其协调操作动力学建模与分析[D]. 毛立军. 北京工业大学. 2002
[9]. 模块化机器人协调运动规划与运动能力进化研究[D]. 王晓露. 哈尔滨工业大学. 2016
[10]. 双机器人协作运动学分析与仿真研究[D]. 王化劼. 青岛科技大学. 2014
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