“中国制造2025”及“工业4.0”等战略计划的提出预示着工业领域的智能化需求将迎来大幅提升,工业自动控制装置、智能终端、工业机械臂等产品将会得到广阔的市场空间。在具体的工业应用场景中,工业机械臂的功能需求主要集中在码垛、焊接或者在终端附带工具完成一些特定的任务。完成这些任务首要的基础是对机械臂末端、关节电机进行合理的运动轨迹规划,然后则是要提高工作的效率,这就体现为轨迹运动的速度。针对上述问题,本文对工业应用的球腕构型机械臂运动规划展开研究,为之后的机械臂整体控制奠定基础。对于结构不同的机械臂并没有统一逆解公式,数值方式求解耗时长对于实时性要求高的应用场合并不合适。本文利用坐标变换矩阵的正交性以及三角函数的特点求得机械臂解析解,提高逆解的效率和稳定性。并对于机械磨损导致结构偏离球形腕的问题,编写LM校正算法保证执行器的位姿精度。在完成传统机械臂具备PTP、直线以及圆弧运动规划的基础上,利用B样条对自由曲线运动路径进行规划,并通过节点插入的方式将其转化为多段三次多项式曲线进行轨迹长度求解,加快求解的速度。对机械臂执行器沿轨迹运动的速度进行优化,考虑关节电机的转速、转矩限制,通过寻找特征点的方式,利用动力学方程求得路径上各插值点的最大加速度,从极限速度曲线特征点出发进行数值积分,获得路径上的时间最优轨迹规划。