在军事安防环境中,机器人能够替代人来完成复杂、危险、繁重的排爆任务。随着应用范围的扩大及工作环境约束条件的增多,能够研制出结构小巧、灵活稳定的多功能排爆机器人已经成为应用机器人领域研究的主要目标和重点方向。近年来,国内外科研机构对排爆机器人的研究已取得了很多科研成果,为行业的发展指明了方向。本文基于机器人在排爆工作中的具体功能需要,以机器人传动系统为研究对象,结合履带式行走机构,设计了一款具有六个自由度的的串联式机械臂结构,较为系统的完成了排爆机器人的结构设计、运动学模型建模与仿真分析及驱动参数优化等研究工作。具体研究内容如下:(1)通过分析对比国内外各类型排爆机器人的结构特点,为满足特殊工作环境的需要,必须使机械手能完成更加灵活、精准的运动,提出一种适合于本工作环境的传动系统结构形式。(2)为能在狭窄环境中尽量减少所占空间体积,同时实现较好的越障性能需要,采用了电机驱动的履带式轻小型结构作为行走机构。对行走机构进行了设计和计算,确定车体结构尺寸,驱动方式和驱动装置的组成和尺寸参数。结合传统设计方法和有限元分析方法,对履带式行走装置的主要零件进行了分析校核。(3)以机械手臂为主要研究对象,根据运动特点及使用需要设计了手臂部分的机构组成和机构尺寸,并确定了相关的零件材料和工作驱动方式。完成了传动系统的设计与校核分析,轴系零件的有限元分析。并在SW软件中,完成了整机系统的三维建模和装配。(4)在完成机械系统设计的基础上,进行了机械臂结构的模型处理和运动学模型的建模,建立了机械臂系统的运动学模型。通过运动学仿真模拟机械臂的运动过程,了解机械臂在工作过程中的工作特点。为了提高机械臂在工作过程中的到位精度,结合Recurdyn软件功能,对机械臂在工作过程中的驱动参数进行优化设计。采用仿真优化的方法提高运动的精度,以优化后的驱动参数为基础,构建整机的虚拟样机模型,仿真分析机器人在工作过程中的动力学性能。为设备的物理样机制造和现场调试提供了理论基础。能满足特殊工作环境的需要,实现复杂运动形式和抓取动作,提高作业精准度是未来排爆机器人的研究方向之一。