移动机器人由移动平台和固定在移动平台上的执行装置组成,而应用于工业制造领域的移动机器人,其执行装置通常为多自由度机械臂,称这样的移动机器人为移动机械臂,它一定程度上克服了固定基机械臂工作空间受限制的缺点,兼具机动性和机械臂的操作功能。本文研究对象为移动机器人基座(水平导轨)上的五自由度串联机械臂。采用D-H参数法建立机械臂参数化模型,对五自由度机械臂进行运动学分析,求得从移动机器人基座至机械臂执行末端相邻各关节间的变换矩阵(A矩阵),建立机械臂的总运动学方程。根据机械臂结构特征,采用几何法分步求得五自由度机械臂的逆运动学解。基于Matlab Sim Mechanics可视化工具,建立五自由度机械臂仿真模型。在关节极限范围内,通过改变驱动机器人各关节的驱动信号参数,获取大量随机关节角参数组合,得以产生相应执行末端在笛卡尔空间的坐标数据,利用Matlab绘图函数得到机械臂工作空间云图。综合分析包括用抛物线过渡的线性段插值、五次多项式插值、高次多项式插值、三次样条插值等方法在内的各类基于关节空间和笛卡尔空间的轨迹规划方法的优劣性,结合项目实际需求,为减小机器人运动过程中的振动和冲击,延长机器人使用寿命,提高轨迹规划精度,采用三次非均匀B样条曲线对笛卡尔空间进行插值、五次非均匀B样条曲线对关节空间进行插值的方法进行轨迹规划。结合企业需求,针对实际生产过程中特定工艺流程,采用三次非均匀B样条曲线对笛卡尔空间进行插值、五次非均匀B样条曲线对关节空间进行插值的方法,对机械臂进行轨迹规划。采用Matlab Robotics工具箱对五自由度机械臂实际工作过程进行轨迹规划仿真,并基于PSO粒子群优化算法,综合时间最短和冲击最小为优化目标,对五自由度机械臂轨迹该规划结果进行优化。仿真结果验证了该轨迹规划方法能够在合理的时间内达到减小冲击的效果。