灵长类仿生机器人将仿生原理应用于机器人研究,是模仿灵长类生物运动的一类机器人,其研究目的是通过智能机械与控制等手段来实现运动仿生。Brachiation(荡树枝运动)机器人抓握桁架杆的运动模拟长臂猿的摆荡抓握树枝运动,以实现在非连续介质下的移动。本文针对Brachiation机器人不能可靠地抓握桁架杆问题,研究仿猿双臂手机器人可靠抓握桁架杆的控制策略与控制方法。从仿生运动原理出发,对人与长臂猿的摆荡进行认识和分析。同时简介仿猿双臂手机器人,并改进设计了摩擦轮机构与手爪的安装方式。根据长臂猿摆荡运动的特点,将仿猿双臂手机器人抓杆连续移动的运动过程划分为励振阶段、抓握阶段和连续移动阶段。在运动学和动力学建立与分析的基础上,研究仿猿双臂手机器人抓杆连续移动的控制策略。本文提出了基于能量泵入法与大阻尼非完整约束下退转反馈相结合的控制策略。由于欠驱动系统不能实现完全反馈线性化,因而采用部分反馈线性化原理推导励振阶段的控制律。为了实现仿猿双臂手机器人能自启动能量泵入法以及更可靠抓握目标杆,将励振阶段细分为励振自启动阶段、能量泵升阶段和过渡阶段。设计励振自启动控制器来启动能量泵入法,并基于李雅普诺夫稳定性理论来推导能量泵升控制律,分析系统的收敛性和奇异性;同时在能量泵升阶段对特定构形下的机器人进行能量预判,保证机器人能保持过渡构形进入可抓握区。抓握阶段,采用位置加姿态的控制方法,实现末端手爪以期望位姿和速度抓握目标杆。连续移动阶段,利用三个主动关节协调运动来调整机器人的姿态;在大阻尼状态下,规划手爪释放的运动轨迹,实现末端手爪的打开和下放动作。为使机器人平滑过渡至能量泵升阶段,将机器人构形调整为直线构形,并依据部分反馈线性化原理推导构形调整的控制律。最后建立MATLAB-ADAMS的联合仿真控制系统,分别进行仿猿双臂手机器人抓握目标杆和连续移动阶段的运动控制仿真。仿真结果表明所提出控制策略具有一定的普适性且具有可靠抓握目标杆的优势,为Brachiation机器人在非连续介质下的摆荡抓握桁架杆运动研究提供新的依据。