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。