90°弯管在工业生产中应用十分广泛，尤其是在矿山、冶金等行业的输送管道中经常出现。这些工业应用的90°弯管通常需要在具有腐蚀性的工作环境中工作，极易发生内壁的磨损问题，且更换比较困难；为了改善堆焊工人的劳动条件，降低对工人操作技术的要求，提高劳动生产率，减小90°弯管内部的磨损，增加其使用寿命，迫切需要研制出一种专门的90°弯管堆焊机来完成90°弯管的内部堆焊工作。本课题从工程实际出发，主要针对90°弯管堆焊机的机械臂进行结构设计和运动分析。　　首先，针对90°弯管内壁不易堆焊的技术问题，提出了从支撑工作台的运动情况出发，配合它的回转运动得到堆焊机械臂运行轨迹的方法，设计了一款新型的90°弯管内部堆焊机械臂；根据实际应用环境的要求确定其运动形式及工作空间；通过D-H法对堆焊机械臂进行了运动学分析，得到相应的运动学方程，为后续设计奠定了理论基础。　　其次，对堆焊机械臂的本体结构进行了详细设计，包括堆焊机械臂底座部位的滑动支承部分，及滑动臂、升降臂的滑动支撑部分的机械本体结构，以及堆焊机械臂的其他部分机构的本体结构设计；最后建立了90°弯管支撑工作台和堆焊机械臂的三维模型，并进行了相应的干涉以及约束性检验，为进行运动学分析奠定基础。　　最后，根据堆焊支撑工作台对堆焊机械臂各个连接臂的运动轨迹要求，并结合堆焊机械臂末端点的运动轨迹方程，提出了运用抛物线插值法求得驱动函数；MATLAB程序用于求解与堆焊机械臂的轨迹规划中的每个关键点对应的每个连接臂的关节角度，然后将驱动数据与时间关联以获得每个连接臂的驱动样条曲线；简化90°弯管堆焊机整机的三维模型，保存为特定格式并导入到ADAMS软件中，再运用CUBSPL函数（三次样条曲线拟合法）来控制90°弯管支撑工作台和机械臂一起运动，最终得到一系列仿真曲线图，从分析结果可以看出所设计的堆焊机机械臂能够满足支撑换位机构的轨迹要求，同样也验证了前面运动学分析的正确性，为堆焊机械臂的进一步研究奠定了理论基础。