1、隨著制造業(yè)向高度自動化和智能化方向轉(zhuǎn)型，用碼垛機器人系統(tǒng)代替工人進行繁重的碼垛作業(yè)任務已成為必然的發(fā)展趨勢。而碼垛任務高速、重載的特點讓碼垛機器人的動力學性能成為其設計階段需要考慮的關鍵指標。因此對碼垛機器人進行結構優(yōu)化設計以提升其動力學性能，對于碼垛機器人的設計研發(fā)具有很大的工程技術意義。
　　本文在對HMD80型碼垛機器人進行動力學分析的基礎上，通過對該型機器人的結構優(yōu)化和平衡機構設計，力圖減小機器人垂直和水平移動關節(jié)的全域驅(qū)

2、動力峰值。
　　首先，在分析機器人串并混聯(lián)特性的基礎上，引入動態(tài)基坐標系的概念，并結合D-H參數(shù)法建立其運動學方程。經(jīng)過解耦分析，建立了機器人各運動部件的坐標變換矩陣，并在此基礎上，利用拉格朗日方法建立該型機器人的動力學數(shù)學模型。
　　其次，以機器人的垂直和水平移動關節(jié)全域驅(qū)動力峰值為性能評價指標，以機器人的速度指標、工作空間指標和強度指標等作為約束條件，對機器人平面運動機構的長度尺寸進行優(yōu)化。建立了尺寸優(yōu)化數(shù)學模型，并運用

3、遺傳算法對優(yōu)化模型進行分析求解。
　　在上述尺寸優(yōu)化的基礎上，分析該型機器人的偏重力對垂直移動關節(jié)驅(qū)動力的影響，根據(jù)分析結果設計出平衡機構中彈簧的各項參數(shù)。并分析了加入彈簧平衡機構后垂直移動關節(jié)驅(qū)動力的削減幅度。
　　在對機器人進行靜態(tài)剛度分析的基礎上，對小臂側(cè)板進行拓撲優(yōu)化設計，以提升其剛度性能。并對優(yōu)化前后的小臂側(cè)板進行剛度分析和模態(tài)及振型分析，驗證拓撲優(yōu)化的可行性。
　　最后，利用原有樣機，設計動力學實驗，驗證了