本实用新型公开了一种采用双机械手协同作业的托盘搬运装置，包括至少两组搬运机械手，每一组搬运机械手均包括夹持部、控制夹持部升降的纵向移动组件和控制夹持部水平移动的横向移动组件；所述夹持部安装在一转轴上，转轴受驱动电机控制，带动夹持部水平转动360度；所述夹持部设有两个爪端，两爪端可相向或相反移动。本实用新型设置了至少两组搬运机械手，搬运机械手分工完成托盘的来回移动，整个过程同步进行，互不影响，有效的将加工设备的停机等待时间缩短到3s以内，使加工区域的设备一直可进行生产，极大地提高了生产效率。