码垛机器人技术是工业机器人研究的重要内容,它可以稳定和提高产品质量,提高劳动的生产效率,改善工人的劳动条件起。在各种工业机器人当中,串联关节型机器人以其工作范围大,动作灵活,结构紧凑等特点成为目前应用最为广泛的机器人结构。本课题依据码垛的特点和生产要求,设计了四自由度关节型开链机械手,并对其结构功能及运动特性进行了系统的分析,并对关键部件进行了设计和选型。本文首先利用Inventor建立了四自由度白酒包装码垛机器人的三维模型,并对伺服电动机、电机减速器和末端执行器进行了选型。针对该机器人的工作要求,采用D-H方法建立该机器人的运动学方程,采用三次多项式规划机器人的运动轨迹,以保证机器人的平稳性；用MATLAB、ADAMS分别对机器人进行运动学正问题和逆问题求解,对机器人进行了工作空间域的分析。本文利用拉格朗日力学原理简要分析了码垛机器人的动能、势能方程。利用Inventor的iProperty功能分析了机器人的质量、质心和惯量等参数,建立了各关节的动力学方程。本文建立了关键部件的有限元分析模型,选取了最危险的受力状况作为分析工况,使用ABAQUS软件作为分析工具对各部件进行了静力分析,得到了各部件的应力和应变云图,获得了各部件的最大变形,对机器人局部刚度进行了评价,为结构的优化提供了一定的理论依据。最后,本文对机械手的运动控制方式进行了讨论,设计了机械手PLC控制系统,并进行了机械手控制系统的初步编程,为今后样机的控制调试打下了较好的基础。