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喷涂机器人离线编程系统需要实现喷涂机器人的运动再现，必须根据给定点对机器人姿态进行插补。通常采用的欧拉角姿态插补方法，插补时存在姿态过渡不平稳和旋转角度周期性的问题，为此引入四元数插补方法。若仅已知路径上始末两点姿态，采用四元数球面线性插补方法进行姿态插补，设计并实现了喷涂机器人离线编程系统中的姿态插补功能；若已知路径上多点姿态，采用四元数球面Bézier样条插补方法进行姿态插补。实验结果表明，采用四元数法，机器人末端姿态可以准确、连续、平稳地过渡。