随着科技的发展以及劳动力成本的不断提高,自动化生产线的应用越来越广泛,运用机器人取代人工的现象开始普遍。机器人是现代柔性制造系统中非常重要的部分,其使用性能以及结构合理性直接关系到企业的自动化生产水平,对提高生产线的生产效率以及生产质量具有很大的影响。在物流运输行业,随着机器人技术的发展,为了改善企业的生产环境,提高生产效率,装车机器人越来越被人们所重视。首先,根据装车机器人的企业需求、实际生产情况、机械结构参数以及工作流程,确定了机器人的总体结构类型,同时对各控制轴的传动类型进行了选择设计。利用UG软件建立了装车机器人的三维模型,对各轴的驱动方式以及驱动电机进行了选型设计。然后,利用ANSYS Workbench软件对装车机器人的关键部件在不同的运动工况下进行了静力学校核,找出了机器人在运行过程中最极端的工况。同时针对装车机器人整体结构在不同的工况下进行了模态分析,根据装车机器人的前六阶固有频率和振型,找出了机器人机械结构的设计缺陷,为进一步的结构改进提供了依据。其次,运用ADAMS软件建立了装车机器人的多刚体虚拟样机模型和刚柔耦合虚拟样机模型,对两种模型分别进行了动态仿真,通过对比仿真结果中机械抓手质心的位移、速度、加速度曲线以及龙门架、机械抓手的位移偏移曲线,分析了刚柔耦合模型中柔性体对结构分析的影响,此外,建立了基于S加减速曲线的动态仿真分析,通过对比发现S型加减速曲线有效减轻了装车机器人加减速过程中的运动冲击,但是对于装车过程中机械结构振动偏移并没有明显的改善。最后,结合前面对装车机器人的静力学分析以及动态分析,对装车机器人结构中的刚度薄弱部位进行了初步的改进设计,利用尺寸优化设计对横梁结构进行改进,由分析结果可以看出,改进设计后的结构提高了装车机器人的结构刚度以及动态性能。通过对装车机器人的静力学分析、模态分析以及刚柔耦合模型的仿真分析,找出了机器人机械结构中的设计缺陷,并进行了改进设计,为实际样机的制造提供了理论基础。