随着自动化设备在水泥生产厂家的广泛应用,水泥的生产与包装效率得到显著提高,而水泥装车这一工作环节自动化水平却相对落后,这大大降低了自动化生产效率,因此急切需要与之配套的自动袋装水泥装车设备。目前,袋装水泥装车机器人技术尚未成熟,国内外的研发与应用并不广泛,如何解决这一难题成为了提高袋装水泥装车运输效率的关键。为了满足袋装水泥装车作业过程中重载、高速、绿色环保等要求,通过实际考察水泥装车现场,分析并总结出袋装水泥装车时的一些具体特征及数据,结合水泥生产厂家原有设备设计出一种并联式袋装水泥装车机器人,通过对机器人进行运动学分析验证其结构设计的合理性。随后对吊装机构进行了优化,确保其始终处于水平状态,并对导送平台、搬运厢等部位的结构、功能、特点进行了详细分析与设计。根据机器人各极限位置,绘制出机器人末端搬运厢工作空间边际曲线,并通过MATLAB软件求解验证机器人工作空间绘制的正确性。根据所得到的工作空间,结合实际装车工作现场要求规划机器人的推送轨迹,利用ADAMS软件对机器人的工作过程进行仿真,验证轨迹规划的可行性,为样机的制造研究提供了重要参考依据。运用牛顿-欧拉法对机器人各关节的转矩进行推导,得到其受力最恶劣时的位姿及关键数据,为机器人结构轻量化的研究提供了数据支持。利用ADAMS软件对机器人运动过程进行仿真,明确惯性力对机器人工作过程的影响,针对这一问题制定两种优化方案,并对两种优化方案的结果进行了分析对比。利用有限元分析软件ANSYS Workbench对装车机器人进行有限元分析,基于机器人各部位应力分析结果对其进行结构轻量化处理。最后,根据机器人各关节转矩、转速等数据对核心驱动零部件的型号进行了选取和设计。