机器人是一个非线性机构,其笛卡尔空间与关节空间的运动状态没有必然联系。当末端线速度为匀速运动时,各个关节很可能在进行加减速运动。机器人每个关节都有速度、加速度和力矩的限制,在实际运动时,机器人有时候达不到其编程的线速度,因为某些关节会超过其属性限制值。本文通过对编程轨迹进行关节运动分析,在未实际执行前,就识别出轨迹会超过关节限制的区域,对此进行线速度修正以满足关节运动学的约束,并设计实现了一款机器人轨迹分析软件。其主要内容有:以华数HSR-JR605机器人为研究对象,建立其标准的DH模型,实现了正逆运动学的求解,研究了其三种奇异状态和具体的规避方式。机器人运动学是后续分析编程轨迹的基础。把轨迹离散成等弧长的小线段,使用雅可比矩阵变换计算关节角速度,在点位出进行粗插补计算关节加速度,利用牛顿-欧拉法推算出关节处的力矩。以此对编程轨迹进行关节运动分析。利用上述计算出的值与实际关节的属性限制值比较,分析出以编程速度运行时会超过关节限制的区域。在关节速度、加速度和力矩的限制下,计算出各个点位处允许的最大线速度,并以此提出一种在程序中插入编程点和改变速度的修正方法,使程序可以顺利执行。基于以上的研究,在Visual C++的开发环境下,利用MFC工具实现了一款机器人轨迹分析软件,其可以对机器人实际运行和编程轨迹进行可视化的分析。最后通过实验验证轨迹分析的准确性和修正方法的可行性。通过对编程轨迹进行关节运动的分析,可以在轨迹未实际运行前,就可以得到在关节属性限制下达不到编程速度的区域,为后续的轨迹规划提供前瞻作用。提出的速度修正方法使程序顺利执行。