核聚变能源具有储量丰富和能源本身清洁可持续等诸多优点,具有较高的军事与社会价值。激光约束聚变是实现受控核聚变的主要方式之一,腔靶作为激光聚变实验的主要操作器件,其制造与装配精度是影响实验成功的关键因素。目前的腔靶装配方式多为人工装配或半自动化微装配系统装配,装配效率不高,且灵活性较差,为实现激光聚变腔靶的高效灵活装配,本文对双操作手协调装配腔靶的运动规划开展相关研究。首先,通过对激光聚变腔靶对接装配任务的分析,确定装配过程中的关键技术,在此基础上制定双操作手协调装配的总体方案,进行双操作手协调装配系统的结构设计,进一步设计了由人机交互界面和可视化仿真软件构成的软件协调控制系统。该微装配系统采用两个宏-微结合操作手对腔靶进行协调装配作业,拥有较高的灵活性与装配效率。其次,对宏-微结合操作手进行了无碰撞路径规划与轨迹规划研究,提出一种改进的面向微观精细作业的机器人运动规划流程,相比传统的工业机器人运动规划流程,改进后的运动规划流程拥有更高的规划效率。在碰撞模型建立方面,提出一种改进的变径包围盒建模方法,这种建模方法可应用于操作空间狭小的精细作业任务中,并且拥有较高的碰撞检测精度。同时,对双宏-微结合操作手的协调关系开展了相关研究。依据腔靶的整个装配过程,对操作手进行了非约束协调与约束协调规划,实现了双操作手避碰、协同搬运以及实时对准等协同操作。最后,研究显微视觉图像处理技术,在此基础上开展了宏-微结合操作手自动定位与拾取实验;设计了微小轴孔装配策略,开展了微小轴孔装配实验;制定了腔靶半腔组件对接装配策略,并开展了半腔对接装配实验,通过两只操作手的微动模块协调运动,能够保证10μm以内的装配精度,且装配效率得到有效提升。