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对目标工件进行“拾取—放置”动作是自动化生产线上应用最普遍的动作之一,可满足分拣、搬运、装配等多种工艺需求,相关的设备是降低企业生产成本,提高作业效率和产量的关键装置。针对目前国内在自动化设备技术滞后、依托工业机器人的拾放设备成本过高等问题,本文围绕拾放操作工艺分析,利用叠加组合设计理论提出一种近似Lame曲线轨迹的拾放机构,通过SolidWorks和Adams软件分析关键零部件尺寸对输出轨迹的影响,以此为依据对机构进行参数优化和特性分析,最终完成样机加工和试验验证。论文的主要内容和成果如下:1.分析国内外拾放操作机械手的研究现状,对比现有各种拾放设备优缺点,总结了拾放操作技术应用中所面临的一些问题。结合企业生产实际,确定本文研究的主要内容。2.结合设计要求、指标与工况等总结出拾放操作的工作要求,如拾放间距,拾放高度等,分析不同拾放轨迹对机构运动学特性的影响,选取合适轨迹进行动作姿态和轨迹的数学描述与运动约束分析,最终确定近似Lame曲线轨迹作为本文设计目标轨迹。3.根据设计目标,设计了一种近似Lame曲线轨迹的拾放操作机构。详细阐述了机构的工作原理,建立数学模型,进行了运动学分析和动力学分析,对末端输出轨迹的影响因素进行分析,分析得到末端杆长L1对轨迹水平和垂直距离影响较大。4.采用微型遗传算法优化拾放操作机构,借助Matlab软件编制了优化设计软件。得到优化后的关键零部件尺寸为末端杆长I1 = 297mm,连杆杆长L2= 81mm,曲柄杆长L3= 40mm,内啮合齿轮传动比i = 3.8。根据优化结果,建立近似Lame曲线轨迹的拾放机构三维模型,利用Adams仿真得到机构运转所需的驱动力矩为2.04N·m。5.完成试验样机的设计加工,利用高速摄影机Phantom v5.1获得机构末端输出轨迹信息,经图像处理以后,与仿真得到的轨迹和理论计算得到的轨迹进行对比,结果显示基本一致,验证了设计的可行性。对末端输出杆件做动力学特性试验,末端装载三坐标轴加速度传感器,利用数据采集仪AVANT MI-7008测量标记点的加速度值。以50件为样本容量,对拾放操作进行试验,结果显示,当电机转速在50r/min以下时,拾放操作的成功率在99%以上。