随着科技和社会的持续快速发展,机器人已经逐步参与到人们的实际工作当中,并且使得人们的生活和生产方式产生了极大的转变。机械臂属于机器人当中最重要的一个装置,所以深入钻研机械臂的相关知识是特别有意义的。本文所研究的是一个具有六个旋转关节的机械臂,它的前三个旋转轴可以使得末端夹持器达到指定位置,后三个旋转轴可以使得末端夹持器达到一定的姿态。针对实际六轴机械臂模型,本文根据标准的D-H建模方法创建了六轴机械臂的数学模型,推导了正运动学问题的计算过程,并且基于D-H参数表在MATLAB上仿真出了六轴机械臂模型,进一步证明了前面分析求解过程是无误的。紧接着,利用所建立的模型,分别用数值方法和蒙特卡洛方法计算六轴机械臂的工作空间。结果表明,使用数值方法计算结果更加精确,但是这种方法所需要的时间比较长,不能满足对效率要求较高的作业任务;使用蒙特卡罗法用时较短,虽然不能得到真实的结果,但只要数据量足够大,也能获得十分准确的结果。然后采用建立BP神经网络的方法来推算出六轴机械臂特定位姿下所对应的逆解,结果表明这种方法能够精确快速的求出六轴机械臂的逆解,完全符合系统对逆解的精度要求。然后把运动学算法应用到实际的六轴机械臂模型中,能够控制机械臂的运动,并且用机械臂实现了搬运工件的实例。接下来详细介绍了机械臂分别在直角坐标上和关节坐标上的轨迹规划。对于关节空间,重点分析了三次和五次多项式轨迹规划问题并且完成了仿真实验。三次多项式轨迹规划算法涉及到四个未知系数,故它的求解过程相对简单快捷,但是运行结果体现出了这种算法并不能让角加速度保持连续;五次多项式轨迹规划算法涉及到六个未知参数,求解过程相对困难复杂,但是运行结果体现出了这种算法能够使得角加速度保持连续,从而可以保证电机的稳定转动。对于笛卡儿空间,分别研究了圆弧插值方法和直线插值方法,并且在仿真实验中,利用已知点的坐标,绘制出了空间圆弧路径和空间直线路径,从而使得机械臂可以实现按照规定路径进行运动的作业任务。