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机械臂运动学及路径规划是机器人学中的重要研究内容。本文以四自由度机械臂为研究对象,运用坐标变换等相关知识,建立了机械臂运动学方程；然后利用solidworks建立了四自由度RBT-4T/S02S机械臂模型并且成功导入到ADAMS中,最后由ADAMS和MATLAB联合仿真完成了机械臂的避障路径规划研究。(1)利用D-H方法完成机械臂各连杆坐标系的建立,并且以此为基础得到了各连杆之间的变换矩阵和该机械臂运动学方程。(2)以机械臂两连杆在二维平面内可能与障碍物发生碰撞的边界条件入手,完成由边界条件到数学函数的描述,从而建立C-空间障碍；在二维平面基础上,对三维空间障碍物进行分析研究,利用H-平面与V-平面两次投影,得到其三维C-空间障碍；在A*算法的基础上,对其数据结构进行一定改进,然后利用改进的A*算法对机械臂工作空间下三维C-空间障碍进行无障碍路径搜索,实现了从起始点到目标点的无碰撞自由路径规划。(3)利用ADAMS与MATLAB软件进行联合仿真来模拟机械臂的避障过程。首先把利用solidworks建立的RBT-4T/S02S型四自由度机械臂模型导入到ADAMS软件中；把由A*算法进行自由路径搜索得到的各关节数据作为ADAMS的输入函数,并且定义了状态变量、输入输出变量等；然后在MATLAB中建立控制系统,利用ADAMS和MATLAB进行联合仿真。仿真表明,利用该路径规划得到的关节角度变化值去控制机械臂,实现了机械臂预期路径规划的目标。(4)在理论分析和计算机数值仿真的基础上,利用RBT-4T/S02S教学机械手进行试验验证。实验表明,规划数据与实验结果之间存在一定误差。这种误差称之为机械臂末端位姿误差,即实际位置与理想位置之间的偏差,是因为机械传动、运动控制误差而产生的。实验结果表明了路径规划的准确性以及可行性。本研究提出的路径规划方法可以提高机械臂的作业效率,为机械臂操作提供理论指导,为机器人更复杂的运动仿真与路径规划打下了基础。