平面关节型机器人,即SCARA(Selectively Compliance Assembly Robot Arm)型,是具有四个自由度的工业机器人,由于其水平运动方向上柔性好,而垂直运动方向刚度高,被广泛应用于装配作业。本文根据SCARA机器人的应用特点,首先采用模块化设计理念完成它的本体设计,其中某些模块设计方法可被其它型机器人借鉴。其次,根据D-H法对所设计的SCARA机器人进行运动系统建模,通过变换方程实现运动学正解,同时结合代数法和几何法实现运动学反解。同时,根据机器人轨迹规划技术,讨论本SCARA机器人的关节空间轨迹规划算法和笛卡儿空间的直线轨迹插补方法。再次,设计、选择、搭建机器人的运动控制系统,并进行初步测试;此外,根据现有机器人动力学分析方法,选择Lagrange法建立本设计机器人的完整动力学显式方程,基于能量以最简单的形式分析复杂的系统动力学。最后,根据上述分析,使用Matlab编程实现本SCARA机器人运动学、动力学及五次多项式插值的轨迹规划方面的一系列三维仿真,证实系统的实用性和可开发性。