随着科学技术与制造水平的不断提高,各种形式的机器人在不同行业和领域发挥着重要的作用。传统的六自由度单臂机器人在工业中有着优秀表现,但随着工作环境、工作任务不断复杂化和多样化,其不够灵活、无法协作等特点逐渐暴露出来,这类机器人已逐渐不能满足人们的需求,冗余双臂协作机器人开始发挥其独特的优势。如何控制冗余机械臂不与外界以及自身发生碰撞且双臂间如何相互配合协作处理工作任务是冗余双臂协作机器人的一个重要研究方向。本文以冗余双臂协作机器人为研究对象,从运动学的角度对避障问题以及协调操作问题进行研究,提高双臂机器人的执行任务的能力。主要研究内容如下:首先,根据MOTOMAN-SDA10D双臂机器人的物理几何参数通过D-H法和旋量法分别建立运动学模型,并通过Matlab的机器人工具箱和机器人系统工具箱进行可视化验证,分析两种建模方法和工具箱建模的差异性。其次,为了降低机械臂以及障碍物的外形对机器人运动以及感知的影响,分析几种常见的包围盒之间的最短距离的判断方法,选用了胶囊体包围盒代替机械臂臂段以及采用球体包围盒代替障碍物的方法,推导出胶囊体包围盒与球体包围盒之间的最短距离公式和两个胶囊体包围盒之间最短距离判断公式。接下来,利用冗余机械臂自运动的特性,在冗余机械臂避障逆运动学解中引入基于碰撞检测最小距离的动态逃逸速度与动态吸引速度的概念,并随障碍物与机械臂之间的最短距离切换主从任务,提出了基于离线路径的冗余机器人在线避障算法,解决了传统基于梯度投影法的避障逆运动解中障碍物处于末端连杆轨迹上的问题。提出了双臂机器人交互避障的操作流程,并在仿真中验证了该算法对普通障碍物以及双臂机器人另一只机械臂的避障轨迹的可行性。最后,在双臂机器人松协调动态轴孔装配的过程中引入避障的概念,设立装配参考面,更改主臂装配实时吸引速度的方向以及大小,确立主臂的实时运动轨迹,在空间位置层面确定从臂的轨迹,计算出其逆运动学解,并验证该逆运动学的可行性。