本体是机器人系统的重要组成部分,其设计的合理性关系到整机的运动学、动力学和强度性能。针对搬运机器人本体设计过程中知识重用率低,对设计人员的经验依赖性强以及产品设计周期长等问题,基于知识工程理论和三维参数化设计技术,以四自由度串联搬运机器人为研究对象,开展基于知识的搬运机器人本体智能设计方法研究。利用基于仿生原理的三动杆理论、力传递性能分析理论和机器人运动学D-H(Denavit-Hartenberg)参数法建模理论,给出了四自由度串联搬运机器人机构参数设计模型以及运动学分析方法。工程算例以及运动仿真分析结果表明该方法得到的机构参数设计结果满足运动学和传力性能要求。在对搬运机器人功能分析的基础上,建立了搬运机器人本体的模块化设计模型,并给出了搬运机器人本体设计的一般流程。基于知识工程理论和三维参数化设计技术,采用面向对象方法给出了搬运机器人本体设计的知识模板通用模型和总体设计-部件设计的层次化知识模板体系,并给出了总体、臂部、关节、腕部等知识模板的知识模型。利用SolidWorks VBA(Visual Basic for Application)宏命令的三维参数化建模开发工具,建立了搬运机器人本体零部件的三维参数化模型;利用自底向上的装配设计方法,建立了搬运机器人本体的自动化装配模型。根据搬运机器人本体智能设计的功能需求,构建了由交互式界面、应用设计模块、推理机模块、三维参数化设计模块、知识库及管理模块组成的搬运机器人本体智能设计系统框架。以Visual C++6.0和SolidWorks三维参数化建模软件为开发平台,利用知识模板模型,开发了基于知识的搬运机器人本体智能设计原型系统,智能设计原型系统应用实例及设计结果表明该原型系统实现了设计选型的智能推理、机构及结构参数化设计、三维参数化建模及自动装配。知识模板模型及设计原型系统研究表明知识模板能实现设计模块中设计规则、参数计算、几何建模等知识的集成,有助于分散的非结构化多源知识的建模与重用、设计质量和效率的提高,为更复杂的产品智能设计提供基础。