机械臂动力学是机械臂系统研究中的重要部分之一，机械臂动力学主要研究的是机械臂运动与作用力之间的关系，研究机械臂动力学对于机械臂实时控制和机械臂结构设计具有重要意义。以三自由度转动机械臂为研究对象，对机械臂的运动学进行了研究，并介绍了凯恩方法，然后以凯恩方法为基础，提出凯恩迭代式算法对机械臂进行动力学建模，并利用牛顿-欧拉方法，对机械臂动力学解算结果进行验证。　　首先，利用D-H方法，完成机械臂的运动学模型建立，并利用广义齐次变换阵的串接性质，进行机械臂正运动学解算。然后借助于欧几里德范数，完成三自由度转动机械臂的逆运动学解算，获得其解析解，排除不合理的解。并通过逆运动学最优解方法，得到最终的机械臂各关节旋转角度。同时进行机械臂正运动学解算与逆运动学解算互验。机械臂运动学解算的结果对后续机械臂动力学仿真具有重要作用。　　其次，基于凯恩方法，提出凯恩迭代式算法，完成机械臂动力学建模。分别就关节为转动关节和棱柱关节的两种情况进行分析，采用迭代式计算公式完成机械臂杆件速度、加速度及偏速度的计算，关节力或力矩的计算分为无负载与有负载两种状况。其次分析了该算法的计算复杂度，并与其它几种动力学方法进行了对比。然后以三自由度转动机械臂为研究对象，利用凯恩迭代式算法建立其动力学模型，完成机械臂动力学解算，得到最终的机械臂动力学解算结果。最后利用经典的牛顿-欧拉方法对凯恩迭代式算法的解算结果进行检验。　　最后，基于VS2010与三维图形软件开发包Open Inventor建立机械臂三维仿真平台。该仿真平台包含机械臂运动学模块、机械臂动力学模块、三维仿真模块、3D渲染性能曲线模块和人机交互模块等，并利用该仿真平台进行了机械臂拾放小球的仿真实验。实验证明了机械臂运动学模型、逆运动学解算方法和动力学建模方法的正确性。然后利用MATLAB进行了机械臂的运动学与动力学仿真，将二者进行对比，结果基本一致，进一步验证了本文提出的方法的正确性。