随着现代工业生产、科学技术的发展,人们对机器人的操作环境要求更加严格。传统机器人由于自身结构限制不能用于执行复杂环境的操作任务。连续机器人作为新兴机器人,其自身优良的弯曲特性和对外界约束的被动顺应性使其更适合在受限环境作业。本文以机器人在复杂空间环境作业为应用背景,对多段连续机器人展开相关研究。首先,基于课题组多段连续型机械臂实验平台,对线驱动连续机器人的运动特点进行分析,提出运动学模型假设条件。接着,基于旋量理论和李群理论中的指数坐标方法分析了连续机器人包括驱动空间、位形空间和操作空间三者之间的相互映射关系,给出多段连续机器人的正、逆运动学和微分运动学算法。通过MATLAB对连续连机器人进行空间运动末端轨迹跟踪仿真试验,验证了提出的连续机器人运动学模型的有效性。然后,针对连续机器人在复杂空间环境的运动规划问题,提出多点协调运动规划方法。该方法将连续机器人运动规划问题分为路径规划和路径跟随两个子问题,在路径规划过程中,借鉴传统人工势场法的思想,用复势建立多障碍物的调和场,以此规划出连续机器人末端的无碰撞路径,并作为参考路径;在路径跟随过程中,选取机械臂上多个特殊点,将参考路径上的点作为汇点,这些汇点随机械臂靠近目标而不断更新,汇点能够保证选取的特殊点避开障碍物安全到达目标点,通过连续机器人的运动学约束关系,指导多个特殊点进行协调运动,进而保证整个连续型机械臂完成在复杂空间环境的操作任务。通过MATLAB对四段连续机器人在多障碍物空间运动规划进行仿真试验,验证了提出的多点协调运动规划方法能够有效满足连续机器人在复杂空间作业的任务要求。最后,通过MATLAB的GUI设计了多段连续机器人的运动规划仿真系统,通过人机交互界面,用户可以很方便的改变试验参数,完成对多段连续机器人末端轨迹跟踪和复杂环境的运动规划试验,得到相关参数的变化曲线,并提出了相应的评价指标。