双手爪攀爬机器人是一类以多自由度机械臂作为本体,两端配以夹持器,通过交替改变固定端来实现空间移动的新型机器人。相对于传统机器人而言,其在越障和杆间过渡等方面具有更大的优势,因此在化工、建筑、农林等领域的高空作业中具有非常好的应用前景。双手爪机器人攀爬时其两端的夹持器在每个攀爬循环中都必须进行松开和夹紧杆件的操作,要求夹持器在抓夹时必须与杆件对正。由于各类误差的存在,在编程和示教再现等控制方式下夹持器难以对正待抓对象。若依靠人工遥控进行对正,不仅费时费力,且效率低,操作不当时可能导致机器人坠坏。如何解决双手爪攀爬机器人面临的这个共性的问题己成为当前这类机器人研究中的一个关键课题,也是实现这种机器人自主攀爬的必由之路。在上述背景下,本文对双手爪攀爬机器人的自主抓夹问题进行系统的研究,提出了一种基于多传感器信息的夹持器相对于待抓杆件的自主检测位姿和基于位姿误差的夹持器自主校正的方法,开发了一套智能夹持器模块,并在双手爪爬杆机器人Climbot平台上予以实现和验证。首先,本文对自主抓夹进行了理论分析,建立了自主校正模型,提出了一种以夹持器相对于杆件的位姿为基准,融合多传感器信息来进行位姿检测和分步式无碰撞的对正方法,适用于所有构型的双手爪爬杆机器人。然后,根据检测信息的需要,开发了集激光区域扫描仪、摄像头和超声波测距头等传感器于一体的智能夹持器,并设计了相应的软硬件系统。为提取杆件位姿以及提高检测精度,本文继而对各类传感器(组合)的数据采集、处理等进行了细致研究和实验验证。最后,本文进行了固定杆件的自主抓夹实验和运动杆件的跟踪实验来验证所提出的自主抓夹解决方案、算法及所开发的相对位姿检测系统的有效性和可靠性。本文所提出的自主抓夹的方法与实现己成功运用于双手爪爬杆机器人Climbot空间桁架的自主攀爬中,具有配置紧凑、成本低、效率高、可靠性好等优点。其原理更可推广至一般工业机器人应用领域以及具有相对位姿要求的自主抓夹操作中。