机器人手臂是机器人重要构成部件,体现了机电一体化多学科互相结合、互相渗透的特点,涉及机械工程、电子技术、计算机技术、自动控制理论及人工智能等领域,为多学科交叉实践学习提供了很好的平台,非常适合用于机械电子工程相关专业的教学和实训。本论文研究设计了具有开放性结构的六自由度教学机器人手臂。该机器人手臂实验系统由六自由度机械手、PC机、Arduino模块、伺服电机驱动器和辅助功能模块五大部分组成,既可以进行演示实验,也可以进行拆装、电器接线和软件编程等实验。论文首先介绍了机器人的应用与发展趋势,比较详细地综述了国内外教学机器人的研究与发展状况,介绍了机器人手臂研究的相关技术和机器人手臂控制的基础概念、其次对机器人手臂进行了运动学详细分析,对机器人的硬件系统进行了设计。该六自由度机器人手臂采用基于Arduino和伺服电机控制器的模块化系统设计。以"PC+Arduino+伺服控制器”开放式体系结构作为机器人手臂控制系统硬件和软件核心构架,并基于Eclipse软件开发环境实现了机器人手臂控制的核心功能。最后在AS-6DOFB型六自由度机械臂的基础上,对设计的六自由度机器人手臂进行了实验和分析,得出了机器人手臂控制速度和路径规划相关的数据,可为机器人手臂实验教学和实际研制提供参考。