摘要：近年来,随着自动化、智能化生产要求的提高,为满足不同领域需求而设计的工业机器人得到了广泛的重视。在物流领域,码垛机器人的采用,对物流效率提升、解放人工、物料保护方面有着积极的影响。实现码垛机器人的高效、长寿命运行,成为了当下的工业机器人研究热点和前沿。本文基于自主研发的一款四自由度混联码垛机器人开展了如下研究工作：首先对一种串并混联的码垛机器人进行运动方式和机构分析,建立D-H坐标系的数学建模,以此为基础创建物理几何模型。将在Pro-E环境中构造出的三维模型简化,使用ANSYS对模型进行主臂系的柔性化处理。将其导入ADAMS软件中进行刚柔耦合仿真,得到机器人执行器端的位移、速度和加速度曲线,进行静力学和运动学分析。其次对已知轨迹的机器人进行动力学逆问题的研究,根据实际需要,对码垛机器人进行了结构轻量化设计与分析,改善其动态反应灵敏性。再结合机器人传动系统刚度模型,建立末端执行器的刚度矩阵,对主臂系系统轻量化处理前后的模型进行仿真,分析了其抗变形能力和力学特性的变化,提出使其在高效工作中安全可靠长寿命运行的方案。最后使用电阻应变仪对实验样机关键位置进行应力应变测试和数据采集。分析了在空载和负载状态下的码垛机器人的力学特性,验证了码垛机器人理论仿真的准确性和结构轻量化的合理性和有效性。图47幅,表12个,参考文献68篇。