可控机构式码垛机器人机构是将可控机构应用于码垛机器人的一种新型机构。其中,可控机构是由伺服电机和相同自由度数的机构组成而成。它的输出运动规律是由几个主动件运动所决定的,所以它可以通过控制编程实现末端执行器复杂的运动规律,也就是实现输出的柔性化。它是机构学中的前沿领域,是机械技术和电子技术相互结合的产物,具有明显的交叉性和创新性。传统串联式码垛机器人的电机安在关节处,使机器人手臂笨重、惯量大,所以机构动力学性能不佳,难以适应高速重载搬运码垛作业要求。针对以上问题,本文以本课题组提出的一种新型可控码垛机器人为研究对象,首次对驱动电机都安装在机架上的码垛机器人机构的运动学与动力学性能展开研究,具体工作内容如下：根据螺旋理论求出机构的自由度,之后根据闭环矢量法求出位置正解与位置逆解,并对正逆解进行数值分析,再求出机构的雅克比矩阵。在码垛机器人运动学模型的基础上,运用拉格朗日法建立了刚体动力学模型,为该码垛机的电机选型以及控制系统的设计提供了必要的依据。为了这类新型机构在工作中避免出现强烈振动,对该类机构和其驱动电机组成的系统进行弹性动力学分析。针对可控电机转子存在偏心,其气隙产生不均匀磁场的情况,用有限元法创建含电机电磁参数和连杆机构结构参数的新型可控码垛机构系统的机电耦联非线性动力学模型,利用多尺度法求解任一时刻系统动力学响应的一次近似解,并对机构在自激惯性力的作用下产生的弹性振动共振机理进行分析,得到系统产生共振现象的条件。最后,应用Pro/E软件绘制了码垛机构的组件模型,然后将此模型导入到Adams软件中并设置约束,最后仿真分析了码垛机构的运动情况：1、给定主动杆的输入,仿真得到末端执行点的运动输出；2、给定末端执行点的码垛工作轨迹,获得码垛机构主动件的输入规律；3、对码垛机构进行了动力学仿真。进而验证码垛机构的运动学与动力学推导的正确性。