随着社会物质需求的增加,人们对生产力的要求也大幅提高。目前机械臂已成为了生产加工过程中的重要辅助工具,因此对机械臂控制策略提出了新的要求。在生产中,由于传统机械臂大都只能按照设定好的程序执行任务,无法充分实现控制的智能化与协作化,因此如何提高机械臂的运行效率成为亟待解决的问题。本文基于六自由度机械臂,借助视觉信息,首先建立机械臂控制系统,进而对机械臂开展运动学建模、轨迹规划及避障策略等研究。论文的主要研究工作如下:(1)六自由度机械臂运动学建模。使用Denavit-Hartenberg(DH)建模法,以TKB1200型六自由度机械臂为例,对机械臂进行建模分析,建立了六自由度机械臂的运动学模型,推导并求解了其正运动学方程及逆运动学方程,通过MATLAB验证了该方程的准确性。(2)机械臂轨迹规划方法研究。基于多项式插值法,笛卡尔空间轨迹规划法等方法推导了六自由度机械臂复合轨迹规划方法。该方法基于多项式函数,使用插补法,从而形成满足特定任务的平滑且连续的运动曲线。通过设计实验分别在MATLAB仿真平台与现实系统中验证了运动轨迹的有效性。(3)机械臂避障规划方法研究。通过改进传统人工势场法让它适用于空间机械臂的避障策略,引入危险域场法、速度域场、模拟外力震荡法等,改进传统人工势场法应用在空间机械臂上的不足。在室内环境下进行实验,借助Kinect得到目标物与障碍物的三维坐标,根据避障策略控制机械臂绕开障碍物以完成触碰任务,验证了该控制策略的有效性。