机械臂现已广泛应用于工业、医疗、航天、教育等各个领域,同时机械臂作为工厂自动化的重要执行装置,对它的研究有着重要的意义。机械臂是多个学科交叉的产物,主要包括机械、硬件、软件、算法等部分,需要各模块协调设计。本文以五自由度机械臂为模型,首先采用改进型Denavit-Hartenberg法搭建正逆运动学模型,推导正逆运动学方程,使用MATLAB搭建机械臂模型并进行正逆运动学仿真。其次,研究五自由度机械臂轨迹规划算法,包括在笛卡尔空间内定步长和变步长直线插补算法以及圆弧插补算法,在关节空间中三次多项式插值算法和五次多项式插值算法,并使用MATLAB进行算法仿真,观测各关节在不同插值算法下的关节量变化。搭建基于STM32的五自由度机械臂实物平台,包括硬件电路的设计和软件程序的编制,同时在搭建的实物平台上进行轨迹算法实验,以及物体的抓取。实验结果达到预期要求。