极限环境下的焊接任务，比如核环境下的设备修复、未来空间站的建设、地下以及深海管道维修等，由于核辐射、太空辐射、缺氧和压力等因素的影响，焊工不适合进入焊接现场进行焊接作业，因此焊接机器人代替焊工进入极限环境并采用遥控焊接的方式完成焊接任务是最佳的选择。但是目前机器人的智能化水平和传感器技术还无法支撑机器人自主完成焊接任务，人的参与还是必不可少的。因此本文为提高机器人遥控焊接系统在实际应用中的执行效率、适应性、安全性、可靠性以及操作的方便性，进行了主从机器人遥控焊接系统的搭建以及人机功能分配的研究。　　主从机器人遥控焊接系统的研究核心就是操作者和焊接机器人之间的功能合理分配以及如何把焊接现场的视觉信息尤其是焊枪和焊缝之间的位置关系清晰的反馈给操作者。本文根据主从机器人遥控焊接系统在执行遥控焊接任务时，人和焊接机器人各自的特点，设计了基于激光传感器、速率型主手和开放式位置型机器人的主从机器人遥控焊接系统，作为基于人机工程的主从机器人遥控焊接关键技术的研究平台。　　从人机工程学的角度，分析了人的反应时间对焊缝跟踪精度的影响：操作者控制的参数越多，则人的反应时间越长，焊缝跟踪精度越低，因此为了保证焊缝跟踪精度，操作者最多控制2个参数；分析了人的视觉对焊缝跟踪精度和焊枪高度控制的影响：物体的视知觉大小和实际大小只有在距离眼睛70cm范围内是相等，超过70cm时距离眼睛越远，物体的视知觉越小，因此为了保证焊缝跟踪精度，要控制焊枪与摄像机之间的距离在70cm的范围内；分析了人的知觉对速度的反应：应用韦伯定律解释了人无法精确感知速度和控制速度的原因，并且焊接速度越大，焊缝跟踪精度也就越低，因此为了保证焊接质量，在主从机器人遥控焊接系统执行焊接任务时，焊接速度应该由机器人来控制；最后分析了学习、疲劳和工作时间对焊缝跟踪精度的影响：虽然学习、训练可以提高焊缝跟踪精度，但是疲劳和长时间工作会使操作者的手部抖动更加严重，并导致焊缝跟踪精度的下降。因此操作者在操纵空间鼠标控制从机器人末端焊枪跟踪焊缝的过程中，学习和训练是非常必要的，并且要过滤掉操作者的手部抖动信号，同时也要避免疲劳和长时间工作。　　由于目前传感技术的限制，电弧起弧后操作者无法清楚的观察焊枪和焊缝之间的相对位置关系，并且起弧后电弧跟踪焊缝的效果要比焊丝跟踪焊缝的效果差，因此本文提出了一种新的遥示教方式—焊缝轨迹跟踪示教方法，该方法是在焊接电弧起弧后，视觉传感器无法给操作者提供焊缝轨迹和焊枪之间位置关系的情况下一种快速有效的遥控焊接方法，这种方法提高了主从机器人遥控焊接系统的执行能力和执行效率。　　在主从机器人遥控焊接系统中，操作者手动操纵空间鼠标控制从机器人末端焊枪执行焊缝跟踪任务时，操作者由于疲劳、紧张等原因造成的手部抖动以及系统外部的干扰信号都会引起焊缝跟踪精度的下降。本文提出了滤波器过滤噪声提高焊缝跟踪精度的解决措施。针对系统运行时存在的电噪声以及随机信号等高频噪声信号对焊枪跟踪焊缝精度的影响，提出了卡尔曼滤波器过滤高频噪声信号的解决措施，提高了焊缝跟踪精度。针对操作者由于疲劳、紧张等原因造成的手部抖动而引起的焊缝跟踪精度的下降问题，提出了两种过滤操作者抖动信号的控制算法：有限冲击响应滤波算法和无限冲击响应滤波算法，并对两种滤波算法进行了线性相位响应（时间延迟）、稳定性等方面进行了对比，并最终选择了具有精确线性相位响应和稳定性更好的基于汉明窗的直接型有限冲击响应滤波器，试验结果表明有限冲击响应滤波器提高了焊缝跟踪精度使其达到了焊接对焊缝跟踪精度的要求，并提高了操作者的执行能力。　　采用焊缝轨迹遥示教再现的方法分别进行了平面直线焊缝、平面折线焊缝和平面曲线焊缝试验，在滤波器的辅助下，平面直线焊缝的遥示教再现焊接试验的焊缝跟踪横向偏差波动范围是-0.485---0.495mm，平面折线焊缝的遥示教再现焊接试验的焊缝跟踪横向偏差波动范围是-0.568---0.561mm，平面圆弧曲线的焊缝焊缝跟踪横向偏差波动范围是-4.602---2.590mm。试验结果表明：建立的基于人机工程的主从机器人遥控焊接系统运行平稳可靠，操作者能够实现对平面直线焊缝和平面折线焊缝的遥示教再现焊接试验，焊缝跟踪精度满足焊接要求的焊缝跟踪精度，并且能够提高系统的执行效率和操作者的执行能力，该方法是目前传感技术不足情况下，实现平面直线焊缝和平面折线焊缝遥控焊接的快速有效的遥控焊接方法。但是由于人自身能力的限制不能够实现对平面曲线焊缝的遥示教再现焊接试验，其焊缝跟踪精度不满足焊接要求的焊缝跟踪精度，传感器辅助遥示教曲线焊缝是非常有必要的。