机器人技术的研究对我国工业化发展具有重要意义,轨迹规划是机器人技术中的重要部分。文章首先介绍了国内外机器人产业的发展现状,说明了我国对工业机器人技术研究的迫切需求,分析了现有的笛卡尔空间轨迹规划处理过弯时的优缺点,提出分段式轨迹规划算法,用三次非均匀B样条拟合期望曲线,根据曲线曲率极值点把曲线分段,用复合柯特斯公式求出每段曲线长度,根据每段曲线长度和始末速度限制计算出S形速度曲线表达式,得出插补步长,为了保证插补精度,采用反函数求解的方式求出插补位置,根据S速度表达式和曲线上插补点处的切线方向求出插补点速度和加速度矢量。其次,以时运F3型多用途机器人为研究对象,用改进D-H法对F3型机器人建模,推算F3型机器人正逆运动学公式,选取最优逆解。计算F3型机器人雅克比矩阵,并提出CJC(Cartesian space-Joint space-Cartesian space)转化法解决笛卡尔空间轨迹规划时出现的奇异问题。通过雅克比矩阵把笛卡尔空间的位置、速度和加速度逆推到关节空间。分析F3型机器人连杆间速度与加速度传递,给出F3型机器人连杆质量与惯量矩,采用牛顿-欧拉迭代方法求取机器人运行时各关节所需力矩。采用分段式轨迹规划算法对F3型机器人进行运动学仿真,与过弯不做减速处理时各关节运行状态进行对比,仿真表明采用分段式轨迹规划算法可以有效的减小机器人末端在过弯时产生的冲击,可以抑制振动,使机器人平稳运行,最后通过运动学方程得出机器人末端沿曲线运行时各关节力矩曲线。