机器人是一种集机械、电子、控制、计算机、传感器等多种先进技术于一体的自动化装备,在现代制造业中占有极其重要的地位。串联机器人是机器人中的一个重要分支,在汽车制造、电子电气、塑料加工、机械加工、化工等行业中有着非常广泛的应用。串联机器人的轨迹规划是串联机器人研究领域的一个重要研究方向,对于提高机器人的工作效率、保证工作环境的安全、提高产品质量以及降低机器人的能量损耗等目标的实现具有重要意义。本文以串联机器人为研究对象,针对其在笛卡尔空间中的轨迹规划问题进行了研究。首先使用D-H参数法建立了机器人连杆坐标系,并在此基础之上分别讨论了机器人的正运动学和逆运动学;然后对关节空间和笛卡尔空间常用的轨迹规划方法进行了介绍和推导;然后通过路径坐标的引入建立了机器人轨迹规划的参数空间,并将求解最优轨迹的问题转化成凸优化中的二阶锥规划问题,通过在MATLAB软件中使用SeDuMi工具箱进行求解出了全局最优解,进而得到了执行时间最短的轨迹;针对时间最优轨迹存在的冲击问题,提出了一种无冲击近似时间最优轨迹规划算法,通过构造冲击函数筛选出存在冲击的路径点,并使用五次多项式对冲击点所在区间对轨迹进行局部优化,从而在保证执行时间短的前提下消除了冲击。为验证算法的有效性,以三自由度串联机器人为例,使用两种方法分别求出了时间最优轨迹和无冲击近似时间最优轨迹,通过相关参数的对比,证明了无冲击近似时间最优轨迹规划算法能够成功消除冲击,得到既能保证机器人工作效率又能保证机器人平稳运行的轨迹。