煤矿事故,以及儿童坠入深井事故的频发,使得深井搜救这个话题进入了公众的视野。而当遇到深井口径小或是井底空气稀薄等问题时,救援人员下井救人这种传统方式显然不是救援的最优方式。因此,如何做到既不需要救援人员冒险作业,又可以保证将被困者成功救出,是一个值得讨论的话题。针对上述问题,本课题设计了一个悬挂式机械臂系统代替人来完成深井搜救的任务。通过对悬挂式机械臂的工作空间计算分析,验证本课题设计的机械臂为执行规划任务的最佳构型,并提出了一种基于从臂的质心补偿算法以解决悬挂式机械臂的末端规划运动问题。本课题首先对悬挂式机械臂系统平台进行设计以及搭建,悬挂式机械臂系统的机械部分包括主臂和从臂两条手臂。系统平台搭建完成后,从构型上对悬挂式机械臂的工作空间进行搜索分析,包括单臂和双臂构型,对称与非对称构型等方面进行分析,验证本课题所设计的悬挂式机械臂为执行末端运动规划的最佳构型。接着是对悬挂式机械臂的主臂执行末端运动规划,通过数值解法可求出机械臂末端位置与机械臂的各个关节角数值的对应关系,据此来实现机械臂的末端运动规划。然而在进行末端运动规划时,由于机械臂一直处于悬挂状态,悬挂式机械臂的主臂在运动时,所悬挂的绳子会出现摆动,导致主臂的运动轨迹会偏离先前规划好的轨迹。针对这一问题,本课题提出了一种基于从臂的质心补偿算法。该算法通过对悬挂式机械臂中的从臂进行末端运动规划,以维持悬挂式机械臂的整体质心始终保持在同一轴线上。然后在仿真平台中对悬挂式机械臂进行仿真实验,验证了数值解法的有效性以及质心补偿算法的可行性。最后在实际样机下进行实验,并使用动作捕抓系统对主臂和从臂的末端轨迹进行测取。结果表明,悬挂式机械臂运动时,悬挂的绳子几乎未出现摆动,且机械臂的运动轨迹与所规划的轨迹几乎重合,验证了本课题设计的悬挂机械臂系统适用于完成深井搜救的任务。