机器人概念的产生要追溯到上个世纪50年代,当时的机器人主要服务于工业生产制造。然而,随着现代信息技术的高速发展,使得机器人的技术水平迎来了三次不同的革新:从第一代的服从简单命令,重复同一工作的工业机械臂到有一定的自主分析实时环境能力,能做出更精准判断的自适应机器人,再到现在具有“灵活思维”,有自我判断能力的高智能机器人。而机械手臂作为机器人系统里的重要一环,对工业生产、重工业以及轻工业的发展都起着非常重要的作用。现代工业的逐步发展过程中,传统的机械工艺已经无法满足现在的工业生产精度和量产的要求,因此需要对机械臂的结构模型进行优化与改进,目前市场上机械臂的创新,多是建立在工业生产成本要求与工作效率要求的基础上加以改进与优化。目前机械臂模型建立以SOLIDWOEKS三维设计软件为主机,同时还有搭载出新型仿真环境的ROS平台的URDF文本格式的机械臂模型建立和ADAMS动力学模型建立。在此建模下的工业机器人,无论是抓取物体的机械臂轨迹规划还是机器人的路径规划,都方便在传统的物体静力学分析上加入相应的坐标变换和路径规划算法,这样有助于机器人更高效地完成工作。对此,在建模方面,我们需要对选择合适的工业机械臂的装配体模型进行装配和模型优化,来符合实际工业生产的模型要求。工业工作轨迹控制方面需要我们对工业机械臂的工作要求进行分析,并且给定一个确定的轨迹,再通过工作环境要求对轨迹做出合理限制,最后规划整个机械臂的工作轨迹以及工作内容。本文的研究目标是机械臂在工业生产上的建模和轨迹分析。具体会从以下三点来进行实验研究:第一、选择适当的工业机械臂作为研究对象,分析实际工业机械臂的抓取任务要求和目标结果,下载相关的机械臂SLDASM格式图纸和适合型号的抓手,将机器人操作臂各关节零件和运动连杆用SOLIDWORKS软件绘制成三维装配体模型,为机械臂各关节设定参考坐标和旋转轴,质量等关键仿真参数。把三维机器人模型输出成URDF类型文件,分别导入到ROS软件做MOVEIT运动轨迹动画和MATLAB的机器人工具箱做模块控制。第二、分析在现实中机械手臂所需要的姿态,改进项目机械臂的轨迹,对机械臂轨迹控制进行模拟,将三维机械臂导出二维的工程图,记录机械臂的各个关节尺寸,进而侧面得到机械臂的实际D-H参数值,将实际的D-H参数导入到机器人工具箱得到目标机械臂的运动学数学模型。联合用MATLAB的SIMSPACE实际三维模型的模块,使用正逆运动学矩阵,给定同样的关节偏转角度,通过查看末端执行器位姿和旋转矩阵的方法,来验证使用的三维模型是否可用,然后搭载逆运动学求解模块得到抓取实验的预期运动轨迹。第三、根据实际工业生产要求,对得到的运动轨迹加以限制条件,例如末端执行器位姿（要求水平夹取物体）、选取目标物体的夹取位置（选作目标重心）、末端执行器到达目标位置水平位置前需要间隔多少安全距离、根据末端夹具的大小调整末端执行器与被抓取物体所需的间距等等。对轨迹进行一定限制条件后,把得到的关节轨迹、速度和加速度图与逆运动学算法实验的进行对比分析。而ROS的MOVEIT软件相较于MATLAB能更直观的表现出机械臂在工作过程里的实际轨迹实验效果,所以联合ROS软件,根据MATLAB机器人工具箱输出的QWaypoints各关节转角图做ROS下的抓取轨迹动画,用以验证约束轨迹建立在工业生产上的可行性。