为了实现机械手在约束范围内以最快的速度运动，将遗传算法应用于机械手时间最优轨迹规划的研究。在遗传算法进化过程的基础上，提出了一种基于种群集散状态的改进自适应遗传算子，同时采用了优胜劣汰的选择方式，进化后期交换交叉和变异的顺序，有效地解决了简单遗传算法的两大缺陷。对PUMA560的前三铰进行了仿真试验，并与混沌优化法进行了对比分析。实验结果表明，所提出的算法可以有效地防止早熟，收敛速度更快，鲁棒性更好且拥有较强的寻优能力。