伴随科学技术与绿色制造的发展,双臂机器人低能耗柔顺协调作业逐渐成为当下研究的热点,双臂机器人建模与控制作为双臂柔顺协调作业的本质,成为研究中的重中之重。目前传统的双臂动力学模型只是两个单臂动力学的叠加,并没有建立双臂之间的联系,且对动力学模型进行广义逆分析,得到所研究的内力模型与操作力模型之间具有交叉,基于此实施协调控制则会造成机械臂能量损耗,严重时可能会造成物体或机械臂的损坏。针对上述问题,本文基于相对雅可比矩阵推导出双臂差型末端作用力动力学模型,建立了双臂之间的联系;利用平衡力系原理指出内力模型产生交叉的原因并进行完善,得到优化内力后的双臂差型末端作用力动力学模型;最后依据此模型进行自适应阻抗协调控制。主要研究内容如下:首先,基于差型末端作用力的双臂动力学建模。基于D-H参数法建立双臂各连杆坐标系,通过运动学求导法和矢量解析法推导出单臂雅可比矩阵;利用机械臂各关节点之间的旋转关系与平移关系,得到双臂相对雅可比矩阵;运用双臂雅可比矩阵与双臂相对雅可比矩阵之间的联系,结合虚功法,建立基于差型末端作用力的双臂动力学模型。其次,基于完善内力的双臂差型末端作用力建模。深刻剖析广义逆理论,罗列不同情况下动力学模型中的广义逆表达式;依据平衡力系原理分析现有的基于最小范数分解的双臂末端作用力模型不完善性所在;通过选择合适的双臂雅可比广义逆对双臂相对雅可比进行改进,划清模型中的操作力项与内力项,将其运用到双臂差型末端作用力动力学模型中。再次,基于内力载荷分配的双臂差型末端作用力模型自适应阻抗协调控制系统。利用阻抗协调控制系统提高双臂机器人的鲁棒性,解决双臂机器人与外界环境的交互问题;针对系统阻抗系数无法实时调整的缺陷,引入自适应项,提高双臂机器人的环境适应性;通过构建分析李雅普诺夫方程证明了该系统具有稳定性。最后,基于完善内力的双臂差型末端作用力模型仿真与实验。通过选定机械臂结构数据及关节运动参数,确定机械臂的运动轨迹;基于MATLAB软件提取有无内力载荷分配的两机械臂末端差型相对作用力与力矩数据,并生成曲线与实际值进行对比分析,得到两曲线变化趋势相同,且在末端做功相同的情况下,基于内力载荷分配的双臂差型相对末端作用力则更为精确,由此模型正确性得证。