与传统的单臂机器人相比,双臂机器人更灵活,能适应更复杂的工作任务并能与人更好地协作。但目前双臂机器人的成本较高,因而不利于其产业化,且大部分应用场景下双臂的协调层次低,不能充分发挥双臂的优势。基于此,本文研制了一种双臂协作机器人,并针对协同作业任务开展双臂紧协调下的柔顺控制等相关研究。根据搬运装配等协同作业任务需求,确定双臂协作机器人的功能与性能指标,并据此设计了该机器人的结构。该机器人由三种模块化关节、转接件、基座等组成。单臂具有7个自由度,使其更加灵巧;模块化关节内的机加工零件少,且设计了一体化的双关节,使机器人的集成度更高,可靠性与维护性更好。该方案给出了一种低成本、高集成度的双臂机器人设计方式。基于该双臂机器人的构型特点,在任务受限的情况下,提出了基于全局图搜索的冗余机械臂运动规划方法。该方法将机械臂自身构型用一个参数表示,将规划路径用另一个参数表示,从而构成二维图,用图搜索算法寻找可行解,最后再在关节空间中进行规划。该算法能在满足末端定位定姿要求的前提下,同时实现了障碍回避、关节极限回避等目标,并能够保证多次规划的路径一致。针对搬运任务下双臂形成封闭运动链的复杂问题,提出一种双臂紧协调下的自适应阻抗控制方法。首先给出双臂紧协调下位置级运动规划方法,并对其公共力分解给出了两种有效方式。基于此,区分双臂的主臂和从臂,对主臂采用位置控制,从臂采用基于神经网络的自适应阻抗控制方法。由于环境参数未知等因素,阻抗参数难以确定,通过自适应阻抗参数,有效解决了阻抗参数调整问题,使双臂与物体的接触力误差更小。最后,完成样机的装配并搭建了实验系统,基于该系统开展了单关节的负载与位置跟踪测试、单臂的负载与精度测试,对前述基于全局图搜索的运动规划算法与自适应阻抗控制算法进行了实验验证。实验结果表明,设计装配的双臂机器人性能符合指标要求,提出的规划与控制算法具有可行性。