近年来,工业机器人凭借其灵活、智能、高效率的工作性能被广泛地运用于各种自动化工业生产领域,如焊接,喷涂,打磨,码垛,搬运等。其中,轨迹规划算法作为工业机器人运动控制领域的基础得到广泛关注与研究。本文针对现有国产工业机器人轨迹规划算法通常仅考虑其运动学约束,无法充分发挥驱动器性能的情况,面向HSR-605机器人对考虑动力学约束的轨迹优化算法进行研究。针对六自由度关节型HSR-605机器人,进行运动学建模。采用标准DH参数法求解机器人的正运动学方程;基于piper准则,求解八组运动学逆解,并进行运动学模型的验证。利用关节属性配置算法,根据机器人的三种奇异位形划分关节属性,有效避免逆解过程中的奇异点问题。针对机器人的轨迹规划问题,分别研究笛卡尔空间及关节空间的轨迹规划方法,对于笛卡尔空间中轨迹规划复杂,存在奇异性以及冗余度等问题,将笛卡尔空间的轨迹规划问题转化到关节空间中。分析轨迹规划过程中的力矩约束条件,对HSR-605机器人进行逆动力学建模,确定其动力学方程的解析表达式。针对时间最优轨迹规划问题,通过引入关节力矩约束,面向HSR-605机器人进行时间最优轨迹规划算法研究。针对该非线性最优控制问题,引入参数,采用最小二乘法拟合关节角与参数间的映射关系,利用非线性转化将基于运动学、动力学约束下的时间最优轨迹规划问题转化为凸优化控制问题。使用三次样条曲线描述参数空间的速度变量,保证加速度及关节力矩的连续性,从而得到运动更加平稳的时间最优化轨迹。基于以上研究工作,在课题组共同开发的软件平台上设计时间最优轨迹规划算法验证系统,验证算法的有效性。