随着空间操作任务的复杂性和智能性的不断提高,如何处理多臂机器人各手臂在相互协同工作时的干涉(即臂与臂之间发生碰撞)已经成为现代工业机器人应用中亟待解决的关键问题。多臂机器人在运动过程中,组成各手臂的杆件之间可能发生碰撞,从而导致各手臂之间不能协调运动,甚至由于干涉而使机器人损坏。因此,检测多臂机器人各手臂之间的干涉,规划机器人的运动轨迹,判断机器人作业的可行性,进而减少实际运行过程中的意外事故,是机器人设计、制造过程中非常重要的一个环节。目前,如何避免和检测机器人干涉这一课题已经成为研究的热点,但是大多数主要针对机器人作业过程中某一时刻杆件之间的干涉进行研究,对于机器人在空间作连续运动时的干涉区研究并不多见。然而在实际工作应用中,多臂机器人的末端夹持器往往处于连续运动的状态。因此,研究多臂机器人末端作连续运动时各杆件之间的干涉区,对于解决多臂机器人的干涉问题,具有更加重要的实际意义。针对该现状,本文即充分考虑多臂机器人的末端在三维空间作任意连续运动的情况,又考虑各杆件的形状,对组成多臂机器人的各杆件之间的干涉区进行具体判别。本文提出了多臂机器人干涉区的概念,综合运用机器人学中的位置分析、速度分析、轨迹规划等方面的知识,针对多臂机器人各杆件间的干涉区问题进行了较为深入的研究。首先,在既可兼顾判别精度又能大大降低计算量的前提下,运用简单R几何体模型对多臂机器人的各个杆件进行模型简化。其次,对机器人进行直接位置分析和间接位置分析,对各关节的微分运动进行描述,对关节轨迹采用三次多项式插值方法进行规划。然后,提出空间两R几何体在某一时刻的干涉判别方法,在此基础上,提出了空间两R几何体作任意相对运动时,在某一时间段内的干涉判别方法以及干涉区的判别方法,并提出不干涉区、可能干涉区、干涉区的概念。最后,给出这种方法的算法流程图。本课题以一个六自由度的双臂机器人为例,在给定了机器人的末端运动轨迹、末端夹持器的姿态及位置关于时间的函数的前提下,建立各杆件干涉区分析的数学模型,求解出计算结果。使用Pro/Engineer,完成该双臂机器人的三维建模和装配,为运动仿真分析提供正确的虚拟三维实体模型。同时,使用MSC公司提供的pro/Engineer与ADAMS的专用接口模块Mechanism/pro,将在Pro/Engineer中建立的虚拟样机导入ADAMS中,通过必要的几何参数及约束条件的设置,进行运动仿真分析并得出仿真结果,从而验证本文提出的多臂机器人干涉区分析方法的正确性与有效性。