1. 研究目的与意义

随着与机械相关的科学技术和计算机技术的高速发展，传统的机械系统已经不能满足社会发展进步的需要，越来越先进的机械系统正朝着智能化，信息化，全自动化的方向发展，进而不断促进了各种各样的新事物出来满足现代社会生产力的需要。

工厂里有全自动的机械臂代替人工从事劳动，医院里也有机器人或者机械臂代替医生取药，实现全自动化的取药过程，既省时又省了人工。

像这些机械臂的机器人实现的就是将一个物体从一个位置放置到另一位置，等待物体经过处理后又将物体放回原来的位置的这一动作。

2. 课题关键问题和重难点

本文将研究的是六自由度机械臂建模与轨迹规划设计，该建模由改进型机器人空间模型，改进型机器人关节空间三次以及五次多项式建立的空间轨迹规划，笛卡尔空间轨迹规划，蒙特卡罗空间仿真几部分构成。

在此设计中需要2019a-matlab软件以及matlab机器人仿真工具箱roboticstoolbox来完成后面仿真实验。

以机器人的空间模型为基础得出其轨迹规划所需要的参数，再将参数与仿真代码一一结合实现机器人的仿真轨迹规划和蒙特卡罗空间仿真出所有机器人可能达到的空间内的位置的集合。

3. 国内外研究现状（文献综述）

机器人技术作为一种现代化智能应用技术，解决了工业生产，医疗健康，社会服务，教育教学等领域的应用需要。

机器人是一种具有若干自由度的可编程的机械结构，它可以在无人操作的情况下根据预先编写的程序，在特定的工作空间来完成设定的操作任务。

机器人可以代替人类在恶劣的环境下进行工作，代替人完成复杂且精密的工作。

4. 研究方案

根据毕设要求：对六自由度机械臂进行建模，完成机械臂的轨迹规划，并用matlab进行仿真，系统模块框图如4-1所示。

软件选择：2019a-matlab，机器人仿真工具箱（roboticstoolbox）1，坐标系空间的选择： 对于同一个机器人模型建立不同的坐标系空间会的到不同的数据参数，教科书上大多采用标准型的空间模型教学，标准型的空间模型相对于改进型空间模型更容易理解，但是标准型的空间模型相对于改进型的空间模型就可能会存在奇点问题，采用改进型空间模型可以有效地避开这一问题。

2，对所研究的机器人进行关节空间的三次多项式和五次多项式的轨迹规划3，对所研究的机器人进行笛卡尔空间的轨迹规划4，关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划进行比较5，进行蒙特卡罗空间仿真

5. 工作计划

第 1 周 接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料第 2 周 阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；第 3 周 确定机械臂研究思路、学习机械臂的matlab建模和仿真，参阅有关资料，分析信号调理电路工作原理；第 4 周 设计机械臂的D-H参数设计、学习运动学建模；第 5 周 设计学习机械臂动力学仿真；期中检查；第 6 周 学习机械臂的运动空间；第 7 周 分析六自由度机械臂的工作原理，设计机械臂研究框图；第 8 周 完成业的轨迹规划仿真结果；第 9 周 硬件作制作调试和完善软件设计；第10周 软硬件联调；验收成果；第11周 完成毕设论文查重，提交毕设论文终稿和检测报告，接受答辩资格审查；第12周 评阅教师评阅论文；参加答辩。

第13周 检查毕设文档；毕设结束。