随着世界老龄化趋势的发展,作为可以代替工人完成工作的双臂协作机器人,其硬件平台及双臂协作技术正逐渐成为机器人领域的研究热点,具有十分重要的研究和应用价值。本文介绍了自主开发的双臂协作机器人样机平台,重点探索了双臂协作中的传接操作规划问题。主要内容如下:首先根据功能需求进行双臂协作机器人的整体方案设计,包括移动底盘、机械臂、腰部旋转单元、云台等,在此基础上进行了硬件的选型、搭建、调试,并设计了机器人软硬件控制系统。对双臂系统的正逆运动学及工作空间进行分析,针对冗余机械臂的逆解问题,采用参数化关节角求封闭解方法进行推导,并生成了IK-fast求逆解插件以供软件系统调用。通过蒙特卡洛随机采样算法对单臂工作空间及双臂协同工作空间进行详细分析,并在Matlab中进行仿真。其次对双臂协调运动进行研究。先详细分析了笛卡尔空间下单机械臂的轨迹规划方法。并根据双臂在协同运动过程中的不同任务要求,将双臂的协调运动分为了松协调运动和紧协调运动。对双臂系统进行运动学建模,举例分析了不同运动模式下的双臂位姿、速度等运动学约束关系。同时为了保证双臂紧协调运动的平稳性、一致性,基于主从运动模式提出了一种双臂紧协调运动实现方法。并在ROS系统中搭建仿真环境,通过仿真对双臂紧协调运动规划方法进行验证。然后重点研究了双臂传接操作规划问题,提出了一种双臂协作机器人传接位置优化选取与路径规划方法。通过对传接过程进行分析建立了双臂机器人传接位置优化模型,将传接位置选取问题转变为非线性约束优化问题,采用改进的遗传算法为物体在双臂之间的转移选择最佳的传接位置。研究了RRT*-Connected算法并将其用于规划传接过程中的双机械臂无碰撞路径。针对基于采样原理的路径规划算法存在的不可重复性缺点,通过保存规划历史信息为双臂选择耗时最短轨迹,使得双臂能在较短时间内到达传接位置,完成传接操作。并在ROS仿真环境中对算法的有效性进行验证。最后基于自主开发的双臂协作机器人样机平台,设计实验对硬件平台、软件系统及提出的各种算法的性能进行验证。分别进行了逆运动学求解实验、轨迹规划实验、双臂松协调运动实验、物体传接实验、双臂机器人倒水服务实验。实验结果证明了本文提出的算法有效性及双臂协作机器人样机平台的稳定性、可靠性。