随着人力成本的不断上涨、工业企业对产品质量要求的不断提高,工业机器人将得到更加广泛的应用。同时,现在人们对机器人的要求也逐渐提高,即不仅要求机器人能完成规定的任务,还要尽可能地提高效率、节省能量、运行平稳。本文采用五次样条曲线进行关节轨迹插值,然后在考虑机器人动力学和运动学约束的条件下,利用优化算法寻找机器人时间、能耗、冲击综合最优的一组解集,完成多目标寻优的轨迹规划。本文首先根据GJR-G2A机器人的机械结构,对机器人的运动学方程进行了求解,得出机器人的正、反解的解析式。接着采用牛顿-欧拉方程进行了机器人的动力学方程的推导,求出关节驱动力矩的解析式。然后运用MATLAB与ADAMS软件对得到的运动学、动力学解析式进行了验证。然后,介绍了几种常用的过路径点的轨迹插值方法,运用MATLAB软件,应用不同方法对某关节进行轨迹插值,分析比较了各个方法的优缺点。之后提出采用五次样条曲线进行关节插值,给出了五次样条曲线的系数计算过程,并针对某关节轨迹,在MATLAB软件采用五次样条曲线进行规划,验证了该方法的优点。最后,根据机器人的相关参数,确定了机器人各关节的运动学及动力学约束。采用NSGA2算法,对机器人轨迹优化问题进行了建模。建立了机器人的时间、能量、冲击三个目标函数。采用罚函数法对机器人各关节的运动学及动力学约束条件进行了处理。最后根据给定机器人的路径点,规划出机器人的多目标寻优轨迹,得出最优解集以及解集的Pareto前沿分布图。然后,运用ADAMS建立虚拟样机,对求出的多目标优化轨迹进行了仿真验证,证明了本文轨迹优化方法的可行性。之后进行了GUI设计,实现了本文所述的轨迹寻优功能。