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机器人作为二十世纪最伟大的发明之一，已经广泛应用在工业、农业、军事、医疗等各个领域。机器人的应用不仅大大降低了人工成本，提高了生产效率，而且对于一些复杂危险的作业环境，机器人也同样能够胜任，从而保障了工作人员的人身安全。机器人学是研究与制造机器人的基础，所涉及的学科非常广泛，包括数学、运动学、动力学、控制理论、人工智能等。虽然目前机器人学被逐步完善，但其还有许多富有挑战性的领域有待人们去研究。
本文以日本安川公司生产的motoman系列机器人中MH-50型六自由度机器人为研究对象。采用Denavit-Hartenberg坐标变换法建立机器人D-H坐标系，对机器人进行正逆运动学分析研究，推导出正运动学方程及求解逆运动学封闭解。
在matlab中应用robotics toolbox，结合机器人D-H参数变量，搭建三维模型，并对机器人运动学进行仿真验证。然后以正运动学结果为理论基础，运用蒙特卡罗方法，设计matlab仿真程序。利用Rand函数生成的均匀随机值，以打点方式描绘出机器人末端执行器的三维工作空间，检验其是否存在空洞或空腔。
对机器人路径进行插补计算，分别采用空间直线插补法和圆弧插补法计算插补点坐标值，规划机器人运动路径。然后对机器人关节空间进行轨迹规划，分别采用三次多项式插值法和五次多项式插值法。对过中间路径点的机器人运动轨迹规划后，在matlab中仿真出六个关节的位移、速度和加速度曲线，比较仿真结果选取最优规划方法。以达到机器人在运动过程中不产生加速度突变，使电机能够平稳运行的目的。
本文通过以上对MH-50型六自由度机器人的研究，加深了对串联机器人运动的理解，对以后的机器人动力学及控制部分研究起到了铺垫作用，为自主设计机器人提供了理论依据和必要参数。