随着自动化技术的高速发展,工业机器人在物流领域的应用愈加广泛,在解放工人双手的同时,也有效提升了物流效率。但当前市场上常见的装卸机器人一般通过人工示教再辅以离线编程的方式,实现对单一品类货物的定点循环装卸。当货物种类和数量增多时,传统的装卸机器人在适应性、平稳性和快速性方面的缺陷便暴露无遗。因此,在利用机器人实现自动化装卸的基础上,进一步实现智能化装卸就显得尤为重要。本文针对某地烟草物流中心与下级中转站间的实际工作需求,以卷烟转运和配送中的装车运输环节为研究背景,分别从装载策略和运动规划两方面对卷烟装卸机械手进行研究与设计,以期实现对多品类卷烟的高适应性和高平稳性装卸。并在此基础上将两者有机结合,实现有效提高装卸效率、降低企业运营成本的目标。首先,针对卷烟装卸机械手的功能需求,在构建总体规划基础上,对机械手的机械结构、控制方案和驱动方式进行了详细介绍,对主要的硬件元器件进行了选型,对电气接口进行了设计,并搭建了以工控机与运动控制卡为控制核心的硬件平台。其次,结合卷烟装卸作业过程中货物种类多、数量大等特点,构建了卷烟三维装载问题模型,提出了基于动态空间分割的启发式算法用于装载方案求解,并进一步利用混合遗传算法对货物的装载顺序和放置方式进行寻优处理。以空间利用率为主要评价指标,结合实际算例对前述算法进行了仿真测试,验证其求解结果具有较好适用性和较高空间利用率的同时,也为后续的机械手装卸运动规划奠定基础。然后,针对卷烟装卸机械手实际作业需求,以提升工作安全性和快速性为目标对机械手运动路径进行分析与改进,以提升运动稳定性为目标对机械手运动轨迹进行设计与优化,并对传统S型运动控制模型进行改造,结合线性插值策略对加加速度进行分段调控,构建二次优化算法对运动规律进行调整,再运用于不同运动路径中进行仿真与对比。在保证机械手工作效率的同时,实现其安全平稳工作。最后,以本文研究内容为目标,开发了具备装载方案求解功能的运动控制软件。通过模拟多品类大数量卷烟装载,验证了利用混合遗传算法进行装载方案求解的有效性与适用性。并以自动生成的货物位置坐标为基础,对卷烟装卸机械手的装卸性能进行了现场实验。最终的实验结果表明,本文的卷烟装卸机械手具有高适应性、高平稳性和高快速性的工作特点,能够满足烟草物流中的自动化装卸需求。