多机器人协调工作方式可以有效地提高生产力并增强实现复杂任务的通用性。一般而言，多机器人工作环境包括两类协调操作：紧协调操作和松协调操作。紧协调操作是指在同一工作空间里，多机器人操作手共同处理同一物体；松协调操作是指在同一工作空间里，每个机器人独立地完成各自任务。

众所周知，航空航天装备结构件复杂，大而薄，焊缝多为空间曲线焊缝。保证焊接质量、提高效率，是推动航空航天装备制造水平的关键。在生产效率和产品质量并举的今天，单一机器人已不能很好地胜任现代制造业的要求，在开放体系结构的软硬件基础之上，如何实现多机器人的协调运动控制就成为焊接机器人柔性加工的研究重点之一。

机器人协调操作具有以下特点：（1）两机械手抓住同一物体或构成特定形位关系后，双臂形成一个闭式运动链，两个操作臂之间的运动必须满足一定的运动约束关系。（2）双臂协调的动力学比单臂更为复杂，双臂协调作业时的两个动力学方程可组合成单一的动力学方程，但维数的增加及相互耦合的关系使求解困难。（3）双臂协调的控制结构比单臂的复杂，要实现不同机械臂间的协调运动控制，必须在机器人原控制系统之上增加协调控制级。

由于机器人双臂协调控制的复杂性与困难性，近年来，国内外学者对其进行了大量研究，主要工作集中在载荷分配、运动分解、避碰轨迹规划、闭链运动学和动力学模型及协调控制策略等方面。

其中，避障路径规划是机器人控制技术研究中的一个重要问题。避障路径规划是指在给定的障碍条件以及起始和目标的位姿，选择一条从起始点到达目标点的路径，使运动物体能安全、无碰撞地通过所有的障碍。多机器人的运动规划仍然是一个重要的研究课题，因为它涉及两个主要方面： （a）共享工作空间的多个机器人之间的无冲突协调和（b）多个机器人产生最佳无碰撞、协调的路径。多机器人可以在合作或协调中工作以实现某些任务。机器人的合作操作对于诸如处理长而重的管道，用于建筑的结构等的某些应用是重要的。相比之下，多机器人的协调运动规划在诸如现代柔性制造中的可重构系统和材料加工任务的装配过程中的应用中是重要的。

目前的关于避障路径规划的研究主要可分为两大类:全局方法和局部方法，全局方法一般指C空间方法，局部方法一般指人工势场法。

目前，针对机械臂避障路径规划提出了许多方法，其中最为典型的包括基于C空间法和人工势场法两种。LOZANO-PEREZ提出了基于C空间的自由空间法。首先以机械臂的关节坐标系建立C空间，将障碍物映射到C空间，形成空间构型障碍，从而求得C空间的补集，即自由空间。在此基础上，利用启发式搜索算法在机械臂的自由空间内寻找机械臂的运动路径。采用这种算法的好处在于将物体之间的相对运动简化成一个点和物体之间的相对运动。Wise和Bower指出，尽管C空间映射法具有两个明显缺点：(1)存储量随机器人自由度的增加而呈指数级增加；(2)需要预先知道障碍物的几何知识，但由于C空间可以非常方便地将自由空间中接触问题转换成图形搜索问题，并可以利用现有的如A*等算法解决图形搜索问题，因此C空间映射法被广泛应用在机器人避障的路径规划中。

2.1 设计题目

基于c空间的机器人运动避碰算法实现

2.2 设计（论文）的主要内容

（1） 多机器人c空间构建。

根据机器人额各个关节的限制，构建机器人的c空间，并且求出机器人的自由运动空间和障碍物空间。

（2） 多机器人共享工作空间的无碰撞算法研究。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

[9] 丁富强，韩卫军，赵锡芳，基于c空间的双臂机器人无碰撞运动规划.上海交通大

学学报，2001,35（1）

[10] 龚进峰，彭商贤，基于c空间的机器人双手协调避碰路径规划.制造业自动化，2002，