模型支撑特种六自由度机构是完成某特种试验的关键性设备,本文研究围绕该六自由度机构展开,研究了机构运动学、动力学和轨迹规划。并为了提高该试验效率,在运动学和动力学约束下,通过遗传算法实现了机构时间最优轨迹优化求解。首先,基于需求及功能分析,研究了一套串联六自由度机构,该机构结构性良好,满足各项技术指标要求。以该机构为基础进行本文的相关研究,通过D-H法建立了机构运动学模型,求出了机构运动学正/逆解,并通过软件编程验证了结果的正确性。其次,采用牛顿-欧拉迭代算法完成了本机构动力学研究,此算法在程序运算上具有便捷性,在后续优化求解中构建动力学约束更方便。根据构建的算法通过MATLAB编程求出了本机构动力学逆解,并在Adams的仿真分析中对比验证了结果的正确性。通过本机构的动力学研究,在满足任务需求的前提下,可以更好的发挥本机构力学性能。再次,研究了本机构在笛卡尔空间和关节空间的轨迹规划,选择了合适的规划方法,满足了不同的实际任务要求。根据规划算法通过MATLAB编程,验证了不同方法进行本机构轨迹规划的效果,规划出的轨迹曲线连续性和平滑性效果好,证明了轨迹规划方法在本机构应用的有效性。通过本机构的轨迹规划研究,使机构完成试验任务更高效,并在此基础上进一步完成了轨迹优化。最后,由于前面轨迹规划中没有考虑动力学约束,规划出的轨迹不是时间最优,针对该问题,提出了以时间最短为优化目标的轨迹优化。以三次样条插值方法构建了运动学约束,以牛顿-欧拉迭代法构建了动力学约束,利用遗传算法求解了优化数学模型。通过遗传算法工具箱仿真计算,求出了最优轨迹所需的最短时间。通过最优轨迹曲线证明了结果满足约束条件,并且最优解使机构性能得到了充分发挥。仿真结果验证了本文研究的轨迹优化算法的正确性和实用性。