随着新世纪社会经济高速的发展,公共安全事业面临着新的挑战,各种恐怖袭击事件频繁出现。排爆机器人可以代替人去执行检查、排爆等危险任务,有效地保障了人们的人身安全。本文目标是设计出一个排爆机器人机械臂控制平台,能够实现排爆机器人半自主抓取。主要从机械臂运动学、轨迹规划、工作空间和控制平台的搭建四个方面展开研究:(1)首先针对某一特定构型的机械臂建模,D-H法和齐次变换法相结合研究它的正运动学;对其方程两边求偏微分,计算Jacobian,并对其求逆来对运动学逆解进行求解。完整地搭建Simulink仿真平台,清晰地验证了所研究的运动学的正确性。(2)其次研究了轨迹中无障碍物情况下的机械臂轨迹规划算法,本文以四个关键点为例,采用三次B样条对这四个点进行拟合,求出以时间t为变量的曲线方程,等间隔采样,结合逆运动学,生成PVT列表,加入PID闭环控制完成轨迹规划运动。(3)然后探索了机械臂工作空间,采用蒙特卡洛法取一系列随机点,结合正运动学,完成工作空间点集合的计算,并分别用MATLAB和OpenGL采用点云图的形式描绘了机械臂的工作空间。(4)最后搭建完整的机械臂控制平台,配备OpenGL绘制的机械臂三维仿真模型,融合了机械臂的运动学、轨迹规划,工作空间、运动控制等功能。经过一系列实验结果表明,本文设计出的排爆机器人机械臂控制平台能够实现机器人的半自主抓取,反应灵敏,且控制精度高,每个关节的误差控制在1°以内。