随着科学技术的进步和智能制造的推进,完全使用人工进行生产已经满足不了制造业的发展要求。人工生产成本高,同时招工也难;对于一些特种零器件的生产使用人工不能满足高精尖要求;对于危险工作的操作,使用人工存在安全隐患;对于部分劳累工作,长时间的生产也会消耗大量的人力,无形中提高成本。所以,机器人换人进行生产成为大势所趋,符合智能制造的要求。应企业转型升级和推进智能制造需要,本课题结合校企合作项目,利用移动机械臂为企业电器盒生产提供一套自动上下料生产方案,并在此背景下展开关于移动机械臂及其在自动上下料应用中的相关研究,其具体研究内容如下:首先,进行运动学分析与建模。分别展开关于机械臂和移动底盘的正逆运动学建模,为后续控制做准备;在模型的基础上进行工作空间分析,首先采用蒙特卡罗法独立分析机械臂的工作空间,然后进行整体移动机械臂的静态工作空间分析;为了判定移动机械臂是否会在机械臂工作的情况下发生倾覆,利用ZMP和FA方法进行判定。其次,分析移动机械臂的误差情况并提出补偿方法。首先是对于移动机械臂的传感器的误差来源进行分析,对于误差影响较大的传感器进行降噪和补偿处理;其次分析机械臂的工作误差情况,其误差主要是来源于DH参数的累积误差导致的最终末端执行器的位姿偏差;然后分析移动机械臂整体的误差情况,最后利用BP神经网络技术对移动机械臂的整体进行误差补偿处理,将所有误差视为内部误差进行综合修正。然后,对于移动机械臂应用于自动上下料的工作规划算法进行研究。首先对于移动平台的工作进行规划,为了使得移动平台能够自适应调整轨迹,采用基于RBF的PID算法进行轨迹修正,同时采用基于五次多项式的速度规划算法降低移动机械臂的惯性对于移动精度的影响,然后利用多传感器融合技术采集移动平台的里程信息进行反馈修正;对于机械臂的上下料工作规划,使用A*算法进行空间路径规划,然后利用B样条技术进行轨迹平滑处理,对于机械臂的姿态规划则利用四元数进行插补的方法,最后通过仿真验证该规划的合理性和可行性。最后,进行样机设计和搭建以及工程应用实验。由于本研究课题的背景涉及工程实际应用,所以第五章节主要是介绍相关的设计和应用验证。首先是介绍移动机械臂的相关主要硬件部分,着重介绍移动底盘的相关硬件;然后介绍本研究课题设计的软件系统,集成了机械臂的控制系统和移动平台的控制系统,而该软件的人机交互部分主要是为了满足工厂实际应用;最后进行实验,着重模拟验证具体应用情况。综合研究,本课题从多个角度出发提高了移动机械臂的工作精度,所设计的控制系统能够平稳运行,设计的样机能够在模拟环境下完成针对于电器盒自动上下料应用的相关工作。