操作臂在当今人类活动中发挥着重要的作用,其应用涉及制造业、医疗、农业等.操作臂的运动学分析与轨迹规划是本领域的研究热点之一。本文针对一种符合Pieper条件的6-DOF模块化操作臂MT-arm的结构特点和运动学约束,提出了一种运动学求解方法,并给出了其轨迹规划方法。针对一种PowerCube冗余操作臂,提出了一种冗余操作臂的逆运动学求解方法。本文的研究工作可归结为以下几方面：本文主要研究了符合Pieper条件的6-DOF模块化操作臂运动学分析,讨论了两种六自由度操作臂MT-arm和PowerCube的特性。分别根据两种六自由度模块化操作臂的结构特点和运动学约束,以D-H方法对操作臂操作空间进行描述,进而获得了以关节角度为变量的运动学方程；然后分析了模型的可解性,并采用矩阵逆乘的解析法求解运动学逆解；针对PowerCube冗余操作臂,提出了一种冗余操作臂的逆运动学求解方法；并分别给出了MT-arm操作臂和PowerCube操作臂的运动学与逆运动学仿真研究结果,验证了运动学和逆运动学求解的有效性。针对MT-arm操作臂的结构特点和运动学约束,提出了一种在笛卡尔坐标系下基于3-5-3多项式插值的轨迹规划方法。在操作臂初始位置和目标位置之间,用多项式插值来规划操作臂末端的轨迹路径,仿真实验结果的估计曲线平滑连续,可以用于操作臂末端执行器的轨迹规划。