轨迹规划是机器人实现运动控制的基础,直接影响着机器人加工作业过程中控制系统的稳定性和可靠性。合理的轨迹规划算法,能够控制机器人快速、平稳、准确的到达指定位置,完成空间中复杂曲线轨迹的运动。因此,机器人轨迹规划算法的研究具有重要的理论价值与工程意义。本文对6R串联机器人的笛卡尔空间轨迹规划算法进行了研究,引入空间位姿的倍四元数,结合Bezier曲线对机器人进行轨迹规划,探索一种基于倍四元数的轨迹规划的新算法。论文主要研究内容和结论如下：1应用倍四元数描述机器人操作臂末端在笛卡尔空间中的位姿。基于空间位姿的倍四元数表达,可以将机器人操作臂末端的位置和姿态分别单独等同于倍四元数空间中的点,也可以将机器人操作臂末端位姿以一种统一的形式等同于倍四元数空间中的点,建立了三维空间位姿点与倍四元数空间中点的一一映射关系。2将倍四元数与Bezier曲线相结合来描述机器人末端位姿轨迹曲线。根据四元数球面线性插值原理和Bezier插值递推算法,设计出一条连续光滑的倍四元数曲线,即机器人操作臂末端的位姿轨迹曲线。通过倍四元数与齐次矩阵的转换关系,得到笛卡尔空间满足定位精度要求的离散化位姿点,这些位姿点可以作为机器人的运动控制点输入到机器人系统中,实现机器人操作臂末端在笛卡尔空间中位姿的平滑调整。3基于Mathematica数学软件,对基于倍四元数的球面线性插值轨迹规划算法以及倍四元数Bezier插值的轨迹规划算法进行仿真,实现了6R串联机器人自由曲线曲面的三维动态仿真以及图像显示机器人的运行轨迹。基于倍四元数与Bezier曲线的轨迹规划新算法,将机器人笛卡尔空间位姿的插值转换到倍四元数空间中,用一种统一的方式完成位姿的自由轨迹的规划,符合实际生产中机器人操作臂末端的运动规律,为机器人轨迹规划提供了一种新的位姿规划解决方案。