定制化木门生产存在需求量大、搬运效率低下、自动化水平不高等问题,为提高定制化木工家具企业生产水平,亟需进行定制化木工家具堆垛机器人的研发。末端执行器作为堆垛机器人搬运过程中与定制化木门直接接触的关键部件,其结构性能的好坏、适应性的强弱对定制化木门的搬运来说至关重要。本文以国家重点研发计划课题目标为导向,以解决定制化木门存在的规格尺寸不一、重量多变、表面纹理多样所导致的末端执行器通用性低、高速下搬运不稳定为目标,创新设计了一种通用性强、多功能组合型的堆垛机器人末端执行器,本文的主要内容归纳如下:结合木门生产线实际搬运过程,明确被搬运木门结构尺寸特征及参数要求,阐述末端执行器的动作流程;其次,以搬运过程中工件自由度为评价指标,对比吸附式与夹持式末端执行器的优缺点,设计得到以夹紧为主、吸附为辅、形锁抓取与力锁抓取相结合的新型末端执行器,基于TRIZE理论,创新设计了一种自锁增力型夹爪机构,实现木门的上下面夹持,进一步限制木门自由度,提高搬运稳定性。在此基础之上,开展末端执行器关键部件的选型分析,搭建末端执行器气动回路系统,为末端执行器气动元件的有序动作提供保障。以理论力学为基础,建立夹爪力学模型,探究夹爪速度位移变化趋势对木门的冲击力和夹持力矩特性;其次,建立末端执行器不同姿态下的动态特性方程,进而分析不同搬运姿态下执行器的动态驱动力匹配关系;为探究不同因素对夹爪夹持特性的影响,结合多体动力学软件,分析不同因素对夹爪夹持特性的影响,进而确定夹爪最优夹持特性;为得到末端执行器各零部件所受最大动态力及动态力矩,建立不同搬运姿态下的末端执行器动力学仿真模型,以此确定末端执行器的最危险工况,并为动态力及动态力矩获取提供数据支撑。为确保末端执行器各零部件强度满足要求,对末端执行器零部件进行强度校核;依据线性疲劳累积损伤理论,对末端执行器各零部件进行疲劳耐久性分析,探究在循环载荷作用下执行器各零部件的最大寿命值,进而提高末端执行器整机可靠性,实现安全、高效搬运。搭建末端执行器控制系统,并与堆垛机器人进行联合调试并进行夹爪力学特性试验,结果表明,设计的夹爪具有较强的自锁及增力特性,解决了以往通过增大工作压力及缸径提高夹持力的难题;对其进行搬运流程以及整机稳定性试验,结果表明,设计的末端执行器具有较强的搬运稳定性,在高速重载条件下能够实现定制化木门的自动搬运,对推进木工企业的自动化发展具有一定的现实意义。该论文有图122幅,表22个,参考文献94篇。