随着人工智能和自动化技术的不断发展,传统的机械臂进行重复动作作业已经不能符合时代的潮流。在当前的科技浪潮下,需要机械臂具备更高的智能性和自主性。本文基于RBT-6T/S03S型六自由度串联机械臂,进行了机械臂在静态环境下的避障路径规划研究。本文所做的研究工作包括六自由度串联机械臂运动学模型建立、正逆运动学求解、基于改进RRT算法和人工势场法的避障路径规划以及实验验证,各部分承上启下。主要内容如下:(1)运动学模型的建立:机械臂运动学模型是进行机械臂避障路径规划研究的基础,本文首先给出了机械臂空间位姿的数学表示方法,然后研究了机械臂空间的坐标变换,最后根据机械臂本体的具体数学参数,建立了机械臂的D-H坐标系,给出机械臂的连杆变化矩阵。(2)正逆运动学求解:在机械臂D-H坐标系下,结合机械臂的连杆变化矩阵,先给出了机械臂的正运动学方程,然后分别基于解析法和RBF神经网络,给出了机械臂逆运动学的求解方法。(3)避障路径规划:结合上面所完成的工作,基于传统的单枝RRT算法,从笛卡尔空间规划出发,结合机械臂的运动学约束,将其从二维平面扩展到三维空间,进行机械臂的避障路径规划。随后,采用bi-RRT对RRT算法进行了改进。最后,再从关节空间规划出发,采用势函数代替传统人工势场法中的合力作用,进行了机械臂的空间避障路径规划。(4)实验验证:分别设计了正运动学实验、逆运动学实验、基于RRT算法的路径规划实验和基于人工势场法的路径规划实验,对本文所做的工作进行实验验证。通过实验分析,本文所做的研究工作具有一定实际应用价值和参考意义,具有可行性和有效性。