夹具在汽车生产线中发挥着越来越重要的作用,应用越来越广泛,可移动的夹具在实际生产中是提高汽车生产线效率的一个重要因素。本文根据项目实际要求结合本课题组的研究内容,设计了一款新型的五自由度可重构夹具机器人,并对构建的可重构夹具机器人的运动学进行分析等,主要做了以下几个部分的工作。首先对夹具机器人的国内外发展现状进行分析,了解传统工装夹具与工业机械手的发展水平,了解传统工装夹具与工业机械手各自优点,为机器人结构设计奠定了理论基础。根据夹具机器人的工作对象、项目要求以及工况要求,在参考了国内外已有成熟的夹具机器人的基础上设计了一款新型的可重构夹具机器人,应用Solidworks对其建模并对夹具机器人的主体及夹具末端总成的驱动装置进行选型并进行参数校核,并通过Ansys中Workbench模块对可重构夹具机器人主体及其末端总成的关键受力部件进行静力学分析。其次通过D-H建模方法对可重构夹具机器人主体进行了运动学建模,得到了其运动学的正解,同时通过改进遗传算法解决了可重构夹具机器人主体逆解不唯一的情况,并得到最优解。在Matlab环境下,基于Robotics Toolbox工具箱,结合夹具机器人相关参数,建立夹具机器人三维模型,利用蒙特卡洛法计算出工作空间,为确定机器人构型及各部分尺寸提供了理论依据。最后应用关节插值法,对比分析笛卡尔空间轨迹规划与关节插值空间轨迹规划的优缺点,应用3次多项式插值法对夹具机器人主体进行运动轨迹规划与分析,规划的结果显示出运动过程的实时情况,得到主体末端关节的三维运动轨迹曲线以及各关节在一定时间内角位移及角速度的曲线,验证了夹具机器人设计的可靠性和稳定性,为今后进一步设计研究创造了良好的基础。