本文以产学研合作为基础,根据公司的需求,设计了JRB401四轴机器人,并生产出了样机。以JRB401机器人的设计和开发过程为例,将机器人学与机械设计理论相结合,总结出一套工业机器人设计方法,并对机器人轨迹规划器的算法进行研究,实现了该机器人的轨迹规划算法。本文分析了工业机器人机械设计与普通机械设计的区别,并将机械设计与机器人学理论结合,在机器人方案设计与仿真阶段引入机器人运动学,运用matlab软件进行机器人建模、仿真：在机器人结构设计与优化过程中,提出机器人结构设计步骤,并依据有限元分析云图对小臂进行优化设计,使得小臂总质量减小并且总体变形量变小了；在机器人精度设计中引入雅克比矩阵,根据机器人末端位姿精度要求分配到机器人各个关节当中,使机器人的精度设计变得相对简单。本文还研究了轨迹规划器的结构,以JRB401具体任务为例,在笛卡尔空间,采用动态规划法实现了最短路径求解,再采用B样条插值算法对求出的离散点插值实现连续化,使得笛卡尔空间规划出的轨迹满足速度、加速度等连续条件;在关节空间,对不同情况下的轨迹规划进行分类,并实现关节空间轨迹规划；最后用matlab实现JRB401的轨迹规划,并输出文件与Solidworks进行联合仿真,使得机器人成功按照所编程序运行。