随着工业机器人在现代工业制造生产中所处的地位越来越重要,人们对它的工作性能也有了更高的要求。不仅要求工业机器人能够精准的完成工作任务,还希望在保证平稳运动的前提下,沿着特定的路径尽可能缩短运动时间,提高工作效率。因此本文以3R串联机械手的运行时间作为优化指标,研究了机械手最优时间轨迹规划问题,以提高机械手在实际生产工作过程中的工作效率。首先,本文介绍了国内外机器人技术的发展现状和机器人轨迹规划的相关研究成果。接着论述了机械手运动学的理论基础,根据D-H方法对已经参数化机械手模型进行运动学分析并建立了3R串联机械手的运动学方程。利用代数法对运动学方程的逆解问题进行求解,为后续机械手轨迹规划奠定基础。其次,阐述了机械手的轨迹规划方法,并且深入研究了B样条曲线用于轨迹规划的计算方法和性质,利用B样条曲线插值在关节空间坐标系中对3R串联机械手进行轨迹规划。然后介绍了遗传算法的优化原理,并利用B样条曲线分段处理的特性,提出了一种利用遗传优化算法进行机械手最优时间轨迹规划方法。在此方法中,将机械手各关节沿着特定路径运动的总时间归结为走完每一段B样条曲线轨迹所需时间的总和,以时间最短为优化目标,并提出了关节角速度、角加速度和冲击约束条件,给出了具体的寻优步骤,运行遗传算法优化程序求解得到最优时间间隔序列,并利用最优解得到了机械手各关节的运行轨迹。最后,利用机器人工具箱建立3R串联机械手仿真模型,并对机械手B样条曲线轨迹规划进行了仿真分析。通过分析运动学参数仿真曲线验证了B样条曲线进行轨迹规划的可行性,并且根据遗传优化算法得到的各关节时间最优运行轨迹,通过MATLAB软件进行仿真验证,仿真结果表明机械手各关节在保证轨迹曲线平滑的条件下,各关节运行时间明显减少,从而验证了算法的有效性。