多机器人协作搬运物体是多机器人协作的重要研究方向之一,在灾害救援作业、大型物体搬运、柔软物体或材料搬运以及场所建造与清理等场合有较好的应用前景,因此,研究多机器人协作搬运具有重要的实际意义。而全方位移动机械臂系统由全方位移动平台和机械臂组成,兼具机械臂的操作灵活性,移动机器人的可移动性的优点,因此相对操作臂或移动机器人系统其应用范围更为广泛。根据牛顿力学分析了全方位移动平台的运动学和动力学,推导出机器人转向时姿态调整及加速度与车轮受力的关系,采用D-H法和拉格朗日法分别对机械臂进行了运动学和动力学分析,为实现机器人运动及操作的轨迹规划提供理论依据。采用主从式控制策略设计了递阶混合式协调体系结构,实现了上层理性规划和底层反应式控制的有机互补,建立了不同层次和不同信息模式下的多机器人协调机制,支持任务级、规划级和行为级各个层次的协调算法,并且根据角色分配的机制,解决机器人的突发情况。分析了双机器人搬运协作过程中协作的位置约束、速度约束以及力约束条件,基于传感器信息反馈设计主从式协作控制策略,并采用模糊控制方法实现对机器人姿态调整。采用Pro/E软件构造了协作系统的三维模型,在ADAMS中添加运动副和运动约束,完成了仿真模型的创建,实现了机器人直线运动、圆弧运动、调整姿态避障、抓取、放置负载以及位置PD控制的仿真实验,仿真结果表明了运动学、动力学分析以及避障方法的正确性。建立机器人协作搬运的实验系统,进行了机器人力反馈及导航与保持队形的实验研究,实验验证了搬运协作机制的正确性和协调策略的有效性。