本论文针对核应急处置救援需求,开展锯切机器人研究,主要包括锯切机器人系统设计、锯切混联机器人运动学分析、车载刀具库及自动换刀控制、机器人锯切作业技术及试验等研究内容。全文取得如下成果:构建锯切机器人系统总体方案,对六自由度高刚度混联机械臂进行刚度分析与仿真,设计了适用于辐照应用场景的气动主轴的末端锯切作业机构,开展了末端执行机构接口设计,提出了适用于现场移动锯切作业的微量润滑刀具冷却方案。对锯切混联机器人机构进行运动学分析,建立六自由度混联机器人的坐标系并得到了各坐标系相对基系的姿态矩阵,推导出锯切混联机器人机构的位置正逆解模型、速度和加速度模型。开展机器人车载刀具库设计及自动换刀控制技术研究,确立换刀运动平面和末端旋转夹头的自动换刀姿态,基于刀具库设计约束条件提出车载刀具库方案,分析了左、右侧矢量的换刀末端状态,确定了无换刀干涉的车载刀具库安装位置,设计了自动换刀控制流程,分析并确定了适用于本系统的混联机械臂旋转夹头换刀点及旋转支承座转角的换刀轨迹。开展机器人锯切作业技术研究,建立锯切目标与基系的坐标转换关系,分析并确立混联机械臂在横切与纵切两种轨迹下的优选锯切作业平面,针对平板和管道这两种典型的锯切作业对象,设计了混联机械臂的自动连续锯切路径及关键模块程序。锯片选型实验表明,金属陶瓷和合金钢具有更好的锯切性能,金属陶瓷锯片比合金钢锯片更加耐磨损,是适用于机器人锯切的最优选择。锯切调速试验表明,金属陶瓷锯片在最低速度240r/min以上时,能够实现不锈钢和碳钢试件的稳定切割。上述成果已部分用于涉核应急处置拆解机器人的系统开发中,为拆解机器人产品功能开发与工程应用提供了技术支撑。