工程应用中，在入口较小且内部空间较大的封闭环境中作业的现象越来越多。如飞机内部载荷装置安装、太空舱内部载荷机柜安装以及动车内部装置安装，这些都需要将载荷装置从外部搬运到封闭空间内部，依靠人力搬运的方法只适用与较轻的设备，对于笨重的设备却无法保证搬运过程的安全性。针对这些问题，应该采用大伸臂重载装卸机器人对笨重的设备进行安装。基座主体具有平移、升降和旋转三个运动方向。伸缩起重臂具有载重和伸缩功能，可以将设备顺利送入舱体。本文主要对伸缩起重臂和基座主体进行了研究。首先对大伸臂重载装卸机器人的机械结构进行详细分析，其机械结构主要由末端执行机构、伸缩起重臂和基座主体三部分组成，伸缩起重臂选择了滚珠丝杠伸缩方式，基座主体可进行升降、平移和旋转三个方向的运动。然后针对伸缩起重臂在低速运行中常出现爬行现象这一问题，建立摩擦模型，并通过对速度环和位置环两方面对其进行仿真分析。分析比较伸缩臂的各种加减速方式，最终选取最适合的加减速方法，使伸缩臂在加减速过程中既能充分发挥电机性能，又能减少速度冲击，避免在载重状态下发生的震颤现象。最后对控制系统进行了方案设计，应用工控机与运动控制器、图像采集卡、数据采集卡进行实时通讯，完成人机交互、文件管理、视频实时显示、数据实时显示等功能。人机交互功能主要是应用基于微软MFC类库的Visual C++6.0编程软件来实现其数控系统软件的功能开发，由控制面板交互和示教盒交互两部分实现。下位机软件由Trio运动控制卡运用BASIC语言编写。通过对速度环和位置环的仿真分析以及选取合适的加减速方法，使系统可以充分发挥电机性能并减少速度冲击，伸缩臂采用三段式伸缩结构、具有五自由度的重载装卸机器人在对机柜进行安装时，无需移动机器人和舱体，大大提高了装卸的进度和效率。