随着科技的发展和林业作业模式的变革,研制适合我国人工林的集约化抚育、采伐多功能联合作业装备已成为我国林业发展的一个基本趋势,而机械臂作为高科技的产物,必将成为林业生产装备的中坚力量。本文基于“多功能林木采育联合作业关键技术装备研究与开发”的特殊使命,拟研制一种功能完备、操作方便、适应性强的机械臂系统。本文首先对机械臂的运动学进行了理论分析,在MATLAB7.0平台下建立机械臂模型,并进行运动学仿真。然后针对机械臂路径规划复杂度随自由度呈指数增长的问题,介绍了单元分解法,其并行处理方式大大提高了规划效率。论文确定关节空间为规划空间,利用机械臂各关节和连杆与障碍物碰撞的边界特征实现了从工作空间到关节空间的映射,并进一步转化为栅格信息。从而复杂的空间信息转换成为简单的二维平面信息。最后利用启发式A~*搜索算法,实现了局部环境模型下机械臂的避障路径规划。仿真实验表明,该避障路径规划算法生成的关节角度去控制机械臂,能保证机械臂在到达目标位置的同时避开障碍物。本课题将机器人技术与人工智能技术应用于林业工程领域,目的在于为以后硬件上实现多功能林木采育联合作业机械臂的实时路径规划系统打下基础,从而提高林业生产的效率。