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随着机器人与人的距离越来越近，未来的智能机器人应当能够在为人类所设计的环境中，与人类以自然、友好的方式进行交互、协作。在人机交互过程中，人形机械臂的仿人运动能够增加交互者的舒适感、安全感，提高人机交互的效率，缩短交互者的培训时间。为此，围绕人形机械臂仿人运动规划策略展开了理论与应用研究。 人形机械臂仿人运动规划策略的研究主要包含两个方面:(1)人臂运动的研究;(2)机器人运动规划算法的研究。基于以上两个方面的研究结果，将两者相互结合，即可构建不同任务、不同规划要求下的人形机械臂仿人运动规划策略，并将规划策略应用到人机交互的实例中。本文的主要工作如下: (1)研究人臂臂姿和指尖轨迹。机器人的仿人运动包含两个仿人要求:机器人运动过程中的臂姿仿人以及机器人的末端轨迹仿人，因此分别对人臂臂姿和指尖轨迹展开研究。在人臂臂姿的研究中，提出目标臂姿假说，通过生成仿人目标臂姿，令机械臂不断向仿人目标臂姿靠近即可生成仿人臂姿。此外，建立人臂达点臂姿指标和人臂抓持臂姿指标，通过优化臂姿指标生成整个运动过程中的仿人臂姿。在达点臂姿指标的构建中，提出最小总势能原理，建立变系数虚拟扭簧模型计算储存在肌肉中的弹性势能，并通过实验回归得到虚拟扭簧的弹性系数与目标点位置之间的函数表达式。在抓持臂姿指标的构建中，提出最小总势能和腕部不舒适度原理，并通过实验回归得到腕部不舒适度的权重系数与目标姿态之间的函数表达式。 (2)总结和构建适用于仿人运动规划的机器人规划算法。分别研究适用于无障碍环境的连续路径运动规划算法和适用于有障碍环境的点到点运动规划算法。总结现有的机器人运动规划算法，将其应用到仿人运动规划中，并分析所规划得到的仿人运动的特性以及存在的问题。针对存在问题，提出了三阶导逆运动学算法和GPM-RRT两种新的机器人运动规划算法。三阶导逆运动学算法不仅能够生成仿人运动，还能将关节速度限制在给定的范围内。GPM-RRT算法能够优化整个运动过程中的臂姿。 (3)基于人臂运动和机器人规划算法的研究，建立人形机械臂仿人运动规划策略。将人臂臂姿和人臂指尖轨迹的研究结果与机器人运动规划算法相结合，构建针对不同任务、不同规划要求的人形机械臂仿人运动规划策略，其中包括四种仿人达点运动规划策略和一种仿人抓持运动规划策略。给出各种规划策略的详细步骤，并通过仿真和实验验证各种规划策略的有效性。 (4)将人形机械臂仿人运动规划策略应用到人机传递这一具体任务中。人机传递的研究包含两个子问题:(1)最优传递位置的确定;(2)仿人传递运动的规划。通过实验，提取最优传递位置处人臂臂姿的特性，并根据实验得到的最优传递位置处的平均关节角提出确定最优传递位置的新方法。将上述建立的仿人运动规划策略应用到无障碍和有障碍环境中的仿人传递运动规划中，并通过用户调查证明规划得到的仿人传递运动的有效性。