机器人的自主运动规划技术是将机器人快速部署到实际应用的关键技术。本文结合高等学校博士学科点专项科研基金“遥操纵电液欠驱动冗余自由度机械手系统双向伺服控制策略”(20130061110009),围绕七自由度机器人躲避关节极限,运动规划,碰撞检测关键问题进行研究。本文以零关节偏移量的Kuka LBR iiwa机器人运动学参数为模型,根据D-H参数法建立正运动学方程,建立运动学解析逆解。根据离散的多解,对工作空间进行划分,为运动规划提供求解机器人逆解的控制参数。建立臂形角到每个关节转角的映射关系,可快速求解满足七个关节转角极限的臂形角区间。建立三维可视化障碍物环境模型,并提供线段、三角形平面与障碍物模型相交测试的功能函数。对机器人自运动形成的空心纺锤体与障碍物相交问题建立求解算法,得出机器人末端位姿不变情况下的避障碍物的臂形角区间。利用此区间与避关节极限的臂形角区间的交集,得出给定末端执行器位姿下避关节极限并且避障碍物的所有可行逆解,该交集可作为后续动力学优化的完备取值区间。在RRT(随机扩展树法)的两种改进版RRTstar(渐进优化随机扩展树法)与BiRRT(双向随机扩展树法)方法结合的基础上,提出一种基于对样点评价指标的连接策略,使结果更能趋近全局最优路径。采用双向启发式的随机采样策略,使样点向起始点目标点连线偏置,提高在最优路径附近的狭窄通道采样概率。