工业机器人作为自动化程度很高的机电一体化设备,是先进制造业以及工业自动化的重要组成环节,在社会生产中有着重要的地位。高速和高精度是工业机器人的重要性能指标,研究工业机器人的高速和高精度对发挥其自动化优势有着很大的影响,对机器人的理论和应用研究有着重要的意义。本文从高速和高精度两方面出发,设计了负载为1kg的高速机器人结构,同时设计了满足高速机器人高精度轨迹控制的控制策略。首先,根据作业需求及工作参数对高速机器人的结构进行了设计,包括机器人的腕部、手臂、腰部等结构设计；对高速机器人电机与减速器进行了选型计算,使其工作范围满足设计要求。其次,将机器人的关节柔性简化为线性扭转弹簧,考虑转子的动能和弹簧的弹性势能,采用拉格朗日方程对高速机器人进行了动力学建模；通过对动力学方程的分析,关节柔性使得机器人末端易产生振动,采用Adams对高速机器人进行了分析,表明了关节柔性对高速机器人的末端轨迹精度的影响。最后,给出了高速机器人轨迹控制策略。采用了基于奇异摄动的关节柔性和连杆刚性的高速机器人复合控制策略,将高速机器人系统分为快慢两个独立子系统,利用复合控制原理,分别为两个子系统设计快、慢控制器,加和后作为整个系统的控制输入,从而在两个时间范围内,实现精确轨迹跟踪的同时实现有效的振动抑制。