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随着当代计算机技术和人工智能的发展,人们对于机器人的需求不仅仅只停留在能够完成所指定的工作任务,而且还要求其能在保证工作质量的基础上尽可能的提高工作效率,以及减小实际操作中误差等要求,所以在对机器人轨迹规划的时间最优、精确性以及稳定性等方面的研究已成为机器人研究的重点关注内容。本文以PUMA560机器人为研究对象,具体研究内容如下:(1)对课题所研究的背景意义,以及目前工业机器人轨迹规划研究的发展状况进行了分析;以具有六自由度的PUMA560工业机器人为研究对象,先根据相关位姿的描述,通过D-H参数法建立了PUMA560机器人的运动学模型,对运动学方程进行了分析,并给出了其正、逆解公式,从而为下文所涉及算法的连续性提供了保证。(2)研究了在关节空间和在笛卡尔空间中,工业机器人实现轨迹规划的基本原理,分析了多项式函数插值以及插补算法在轨迹规划方面的基本规划方法,并实现了轨迹在关节空间和在笛卡尔空间的实时生成;推导出B样条曲线,并建立三次B样条曲线以及三次非均匀B样条曲线(NURBS,Non-Uniform Rational B-Spline)实现轨迹规划问题的研究。(3)研究了遗传算法和NURBS插补算法在关节空间和在笛卡尔空间中的轨迹规划问题,其具体包括两部分:基于三次均匀B样条遗传算法的工业机器人轨迹规划以及基于NURBS插补算法的工业机器人在笛卡尔空间的轨迹规划问题的研究。文中采用MATLAB中的Robotics Toolbox构建的PUMA560机器人仿真模型,对所研究的轨迹规划算法进行编程,再把算法的运行程序中得到的数据在MATLAB平台上进行轨迹规划仿真。从而实现了在关节空间中进行基于三次B样条曲线的遗传算法全局寻优的可行性并优化了轨迹的时间效率。通过NURBS曲线插补算法,使得机器人末端轨迹速度连续平滑且加速度连续,提高了机器人的运行速度和减少了机器人机械本体的振动和关节磨损。