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由于经济社会的快速发展,传统的单臂机器人已经无法满足日益复杂的工作需要,并逐渐显现出在代替人类工作中的不足。特别是人们对工业、医疗、服务水平要求的不断提高,迫切的希望机器人能够更加的像人,并且能够和人“并肩作战”。在这一愿景的促使下,随着机器人技术的不断发展,仿人双臂机器人孕育而生。相比单臂机器人而言,仿人双臂机器人更加的灵巧,并且能够与人互动,这无疑是机器人技术领域的重大突破。但是,仿人双臂机器人在经济社会各个领域的广泛推广应用,在很大程度上取决于仿人双臂机器人的轨迹规划。而仿人双臂机器人的轨迹规划是执行功能得以实现的重要依托,是执行路径与质量的关键保证。针对这一科学问题,本文以机器人学、机械学、机械力学、康复医学、矩阵论等学科为基础,采用理论分析、建模仿真与实验验证相结合的方法从不同层次进行研究和探索,主要对以下几个问题开展了研究:1.通过改进Denavit-Hartenberg参数(简称D-H参数),提出了一种新的坐标系建立准则,将运动学分析和动力学分析有机的统一在一套坐标系下建模。从而在分析结构复杂的具有多分支的树型结构机器人时,有效地克服了在传统坐标系建立准则下分析处理树型结构机器人时的不足。2.完成了双臂康复机器人构型设计。通过新的坐标系建立准则,采用改进的D-H参数对双臂康复机器人正运动学进行了分析,完成了双臂机器人正运动学建模;并对7自由度机械臂和双臂康复机器人全身工作空间进行了仿真验证。3.针对Newton-Euler方法对双臂康复机器人动力学分析的缺陷,引入Roberson-Wittenburg方法(简称R-W方法),通过有向图描述了机器人的结构,利用虚功率原理描述了机器人各个连杆的动力学关系,最终求得各关节输出力矩的表达式。给出动力学模型的程序算法设计,包括输入模块、计算模块、输出模块的功能参数的计算方法。从而极大的方便了双臂机器人动力学分析的程序化实现,从而有效地提高计算效率。4.利用Bézier曲线对空间中任意曲线进行轨迹规划,并推导了分段Bézier曲线连接时应满足的条件及边界条件。利用函数表示法和图形表示法给出了双臂机器人在轨迹规划时末端曲线满足的函数关系和空间位置关系,利用已知双臂运动中一条手臂的运动轨迹推导出另外一条手臂的运动轨迹。5.建立了机器人全身雅克比矩阵,根据全身控制思想,建立了机器人连续路径轨迹规划策略,利用分块矩阵的计算思想,对全身雅克比矩阵的广义逆矩阵进行了推导,并给出了直接计算广义逆和分块计算广义逆算法复杂度的分析比较。6.采用快速随机树算法建立了机器人点到点路径的轨迹规划,考虑到RRT算法、双向快速随机树算法、一阶快速拓展随机树算法的不足,提出了基于梯度投影法的双向快速扩展随机树算法。