X射线相机检测设备,是电网公司对绝缘筒内部线缆是否出现断股进行检测的重要设备,它检测的方便性与可靠性,直接关系到电网公司的安全经营与经济效益,传统的检测方法是依靠人力手持X射线相机对绝缘筒内部线缆进行检测,这样一方面对操作工人造成一定的辐射危险、增加了工作强度,另一方面无法保证检测的可靠性,所以设计一款可靠性高的,负载自重比大的,使用方便的机械臂代替传统的人力手持X射线相机是具有重要的现实意义的。机械臂本体的机构设计,是整个机械臂系统中的重要组成部分,本文根据力可操作度指标,加速度性能指标,灵活性指标作为机械臂机构设计的优化目标函数,以机械臂的工作范围为约束条件,设计机械臂的运动学尺寸,在这一过程中提出了将层次分析法应用到多目标优化中来。结果表明经过这样优化后的机械臂,在力可操作度,加速度性能,以及灵活性方面均有较好的性能。采用能量法对机械臂连杆的弯曲形式进行了选型,得出了在同样的运动尺寸下,直杆的变形要小于弯杆的变形,并且这一结论通过了SolidWorks的仿真验证。采用强度准则,挠曲变形准则对机械臂连杆的截面尺寸进行了设计,采用同样的方法推导出连杆截面尺寸沿连杆长度方向上渐变的函数曲线,得到了用于机械臂的连杆,其壁厚为外形尺寸的0.2到0.3倍时,效果最好。然后对所设计的机械臂采用齐次变换的理论进行了运动学分析,采用牛顿-欧拉方法进行了动力学分析。对所设计的机械臂进行了轨迹规划,分别采用了五次多项式插值,加减速插值,B样条插值,并且详细的比较了这三种插值方法的优缺点。最后,采用MATLAB开发出了一套针对于五自由度机械臂设计与分析的软件。