晶圆移动机器人具有三个平面旋转轴加上一个垂直方向的平移轴的结构。在工业生产中,晶圆移动机器人的末端执行机构通常是沿着一条固定的路径运动。为了提高晶圆移动机器人的效率和性能,本文提出了面向指定轨迹的机构优化设计方法。轨迹规划是对末端执行机构的位置,速度,加速度等一系列运动参数对时间的规划。通过轨迹规划使机器人运动更加快速,平稳,减少冲击和振动,从而提高机器人的稳定性,可靠性和工作效率。时间和能量是轨迹规划中常用的两个指标。时间是指机器人沿特定路径运动从开始到结束所花的时间,时间越少,效率越高。能量是指消耗的电能,是主要生产成本之一,所耗电能越少,成本越低。本论文以平面三自由度晶圆移动机器人为研究对象,深入研究了基于动力学的晶圆移动机器人的时间最优与时间能量最优轨迹规划方法,并且在时间能量最优轨迹规划的基础上针对晶圆移动机器人机构进行优化设计研究。我们优化的对象是机器人每个机械臂的尺寸,包括长度,宽度与高度。优化的目的是为了找到每个臂的最优尺寸,使机器人沿指定路径运动所花费的时间和消耗的电能之和最小。我们的做法是把每个臂的要优化的尺寸设置成变量,以时间能量之和为目标函数,利用全局优化算法搜索出最优的机械臂尺寸。最后,我们利用搜索出来的结果仿真出最优的机械臂结构。