伴随着“中国制造2025”的提出,被誉为“制造业皇冠顶端明珠”的机器人成为了发展中国制造业转型的关键。机械臂作为机器人的一种,拥有较高的空间定位精度、高可靠性等优势,具有可工作在危险、恶劣环境中的特点。目前工业中所使用的机械臂,如焊接、搬运、喷涂等,都只进行简单的轨迹控制,而对于某些特殊的复杂作业,需要机械臂在与外界接触的情况下进行运动,并且要求在实现期望轨迹的运动过程中接触力满足一定的安全范围要求。本文将以实验室现有的REBOT-V-6R六自由度机械臂为研究对象,将力约束转化为接触形变和接触运动速度的约束,并在具有力约束的情况下进行轨迹规划方法的研究。首先,建立六自由机械臂模型。针对实验室的REbot-V-6R六自由度机械臂,用D-H法建立运动学模型;用改进的Pieper法进行机械臂逆运动学求解;并用Matlab Robotic Toolbox进行了机械臂运动学模型的验证。然后,研究六自由机械臂空间位置和姿态规划方法。对于位置规划进行空间直线、空间圆弧和空间复杂曲线的插补方法研究;对于姿态规划根据不同姿态描述方法分别研究基于欧拉角、基于等效轴-角和基于四元数的六自由度机械臂姿态规划方法;并进行了基于欧拉角的空间直线位姿规划、基于姿态角递增和五次多项式的空间圆弧位姿规划和基于四元数的空间复杂曲线位姿规划仿真实验,并通过书写实验验证了机械臂轨迹规划方法的正确可行。最后,研究了具有力约束的机械臂轨迹规划方法。在接触模型和接触运动学的基础上对机械臂末端与外界环境之间进行了静态接触和动态接触分析;通过实验测量验证了机械臂末端与外界环境之间的接触模型,并在此基础上将力约束转化为接触位移和接触运动速度的约束,分别进行了考虑动态接触冲击的机械臂运动速度优化方法和考虑接触形变的基于不同接触边缘的机械臂连续轨迹规划方法的研究,最后利用基于VC6.0开发设计的轨迹规划系统进行了轨迹规划方法的实验验证。