在工业4.0和中国制造2025的背景下,机器人技术在工业制造、医学医疗、军事活动以及家庭服务等领域都得到的广泛的运用。随着人们对工业、医疗、服务水平要求的不断提高,单臂机器人已经不能满足人们的需求。因此,对双臂机器人相关技术的研究具有重要意义。相较于单臂机器人,双臂机器人对于复杂作业任务具有较高的适应性,对工作空间的利用率也更高,因此对双臂机器人协调运动的研究是当今机器人发展的一个主要方向。其中,机械臂的运动路径规划是机械臂运动控制的关键技术,其规划效果直接影响机械臂的使用成本、效率等性能。机械臂一般多用于复杂的障碍物环境,在运动过程中需要进行有效的避障规划。因此本文以双臂机器人为研究对象,对机械臂的运动学、避障路径规划进行了研究。本文主要从以下几个方面进行研究:首先,基于D-H理论建立了六自由度机械臂运动模型,并基于机械臂正、逆运动学原理进行理论推导。针对机械臂规划过程中的碰撞检测问题,本文提出了一种胶囊包围盒,用于对机械臂模型进行简化,并用胶囊和包围球包络障碍物,将碰撞检测问题简化为计算空间点与线,线与线的距离。其次,介绍了A~*算法的原理和实现过程,并对A~*算法节点的数值特征进行分析,发现close表中部分节点对于寻找最优路径没有帮助,提出了一种新评估方式避免对这类节点的分析;通过调整open表数据存储方式进一步缩短open表中数据操作时的时间消耗,缓解A~*算法在高维度下计算时间过长的问题。之后,在双机械臂路径规划中提出了时序A~*(time sequence A~*,TSA~*)算法。在静态环境中规划主臂运动路径,然后以主臂为已知动态障碍物进行从臂路径规划的方式。在规划过程中,为每一个路径点赋予时间参数,并引入自适应运动等待策略和平滑处理。最后,为了验证上述理论工作,本文进行了仿真分析,并在双机械臂实验平台中进行验证。将分析得到的机械臂路径转换成设备编程代码,并指导设备的装配作业。实验结果表明,本文所提出的时序A~*算法可以快速有效地实现双臂机器人的避障路径规划,达到了论文预期的研究目标。