机器人协调操作和柔性机器人的研究是机器人领域中的两个前沿课题。到目前为止，国内外在机器人协调操作这一领域的研究中，绝大多数局限于刚性机器人协调操作方面。相对于刚性机器人而言，柔性机器人能够满足未来机器人在高速、精密、大承载和轻量化等方面的要求，因而越来越受到各国学者的重视，但目前大多是针对单个柔性臂的研究。多柔性机器人的协调操作则能综合柔性机器人和协调机器人两方面的优势，克服单柔性机器人变形误差大、振动剧烈等缺点，使机器人系统的性能进一步提高，是柔性机器人发展的必然趋势。因此，已开始引起国外学者的兴趣，目前的研究尚在初期阶段。 本文将柔性机器人和机器人协调操作两个领域加以融合，以柔性机器人协调操作系统为对象，在柔性机器人协调操作刚性负载的动力学建模、逆动力学分析及仿真、系统的操作性能分析、操作精度控制等方面进行系统深入的研究。 首先，通过分析认识到，柔性机器人协调操作区别于刚性机器人协调操作的两个本质特性是：1）柔性机器人协调操作的名义刚性位形不一定满足相应的刚性机器人协调操作的运动协调约束条件；2）柔性机器人协调操作的运动学分析和动力学分析之间存在相互耦合，运动学分析不能脱离动力学分析而单独进行。相应地采用有限元模型，定义了柔性机器人的名义刚性位形、刚性位形和实际位形，分别给出了柔性机器人协调操作零自由度刚性负载、单自出度开链刚性负载的运动协调约束条件和动力协调约束条件，并利用这些约束条件，导出了既不显含系统内力又不显含系统外部无功约束力的系统动力学方程，给出了相应逆动力学的求解方法。文中还通过仿真算例就不同基解位形对操作结果的影响进行了比较。 其次，利用闭链刚性机构内部各杆件之间的运动微分关系，导出了柔性机器人协调操作单自由度闭链刚性机构的运动协调约束条件和动力协调约束条件，从而得到了系统动力学方程。而后，又对柔性机器人协调操作多环多自由度闭链刚性负载进行了研究，通过多环多自由度闭链刚性负载内部的运动微分关系，建立了基于标准目标任务的系统动力学通用模型，该模型具有结构化特性，有利于建立此类系统的虚拟样机，编制通用化、参数化的计算机仿真软件。 然后，利用柔性机器人协调抓取的几何微分约束和力平衡约束，通过深入分析系统在静态位形时其内部各运动参量和力参量之间的关系，定义了系统的操作刚度，从两个方面对系统的操作性能进行了分析：1）操作空间中，基 os于系统操作刚度的全局特性；2）在一定约束的条件下，系统操作力矢端可达 二边界的局部特性。 最后，在前面分析的基础上，提出了柔性机器人协调操作的位姿动态校正控制策略，并以两柔性机器人协调操作零自由度刚性负载CP轨迹作业为目标任务，将在线求得（或测得）的被操作负载位姿误差经过变换动态反馈至输入端，以规划各关节的校正输入，从而提高系统的位姿操作精度。文中还通过仿真算例分析了系统前向通道增益对控制稳定性和控制结果的影响。 以上几方面研究形成了系统的理论和方法，为柔性机器人协调操作这一新领域研究的全面开展奠定了基础。