(1)总述：

随着近现代工业机器人的迅猛发展，工业机器人的学科领域涉及到机械、电气、自动控制、计算机、传感器和人工智能等方方面面，其在包装机械等工业生产过程中的应用越来越广泛。使工业机器人能够按照人类意识运动的问题被称作工业机器人运动轨迹规划问题。现阶段的轨迹规划往往采用离线编程的方法实现，这种方法能够完成机械运动，但是其完成运动的能量消耗与时间都不可控，因此效率较低。而基于最优控制方法的工业机器人的运动轨迹优化则能够在机器运动前帮助其计算出最优的路径，在不需要人工示教的同时，使工业机器人自动完成运动，帮助机器人运动得更加迅速和流畅，同时在工业作业过程中提高工作效率，减少能量损耗，使得机器人的寿命延长。

一般工业机器人的轨迹规划的最优控制问题能够被分为两大类：

l 以最小能量消耗为目标的最优轨迹规划问题；

l 以最短时间为目标的最优轨迹规划问题；

两者各有所长，对于工业生产而言的意义重大。

（2）国外研究现状分析：

自1962年，第一台示教型工业机器人诞生于美国以来，国际上对工业机器人研究已近60载。目前，以日韩、欧美等为代表的许多国家的机器人产业日趋成熟和完善，所生产的工业机器人已成为一种标准设备，在全球得到广泛应用，相继形成了一批具有影响力的、著名的工业机器人公司，包括瑞典的ABB，日本的FANUC、Yaskawa，德国的KUKA等，这些公司已经成为其所在地区的支柱性产业。日本和欧盟的工业机器人技术最为先进，日本是全球范围内国内工业机器人生产规模最大、应用最广的国家，而隶属于欧盟组织的德国则名列全球第二；韩国在服务类机器人上的发展较为优秀，而美国则侧重于医疗和军事机器人等方面。

表 1机器人技术优势邻域比较表