目前的中药厂原材料投料前处理车间原料从运输至药厂,净选、入库、出库、洗切原料处理、投料过程以人工叉车工作为主,人工投料效率低、人工劳动繁琐、安全性差且不能及时处理中药原材料投料产生的扬尘。对中药材物流进行合理地科学性设计,完善中药材原材料合理的投料规划方案,是确保中药医药最后药效质量的保障之一。中药领域发展在中药生产自动化、中药原材料物流仓储、中药材智能化控制等方面需要紧跟时代的发展,研究移动投料机器人在中药材原料生产物流系统的系统布局、系统平衡、生产调度和机器人运动控制方法,对提高中药材原料配料、运料、投料自动化程度,进而提高药品产能、质量和我国在该领域的技术水平具有重要意义。本文依托山东某中药公司投料车间生产改造项目,研究并设计了面向中药材原材料得投料机器人,结合理论与实践,对投料机器人机械架构、控制系统搭建、控制算法、投料系统等各方面进行分析与研究,实现投料机器人整体投产研究与应用。本文在中药厂投料车间实地调研后,针对中药厂生产投料间投料任务需求和生产间环境问题,对投料机器人机械结构采用模块化分区设计,结构包括夹抱机构、翻转投料机构与吸尘机构。根据投料生产间规划与自动化路线规划,机器人选用磁导引方式的移动载体,并构建对角双舵轮驱动模块,完成驱动模块设计。最后根据性能需求对其他零部件进行选型设计。根据投料机器人机械本体设计与功能需求,进行其控制系统硬件搭建。完成基于ARM的STM32芯片中央控制器、硬件磁传感器与避障传感器设计选型,并搭建其硬件控制思路。设计舵轮电机控制模块,分析与确定舵轮移动控制策略并对舵轮模块控制进行硬件选型与硬件分析。最后针对机器人投料部分,进行夹紧动作控制模块与自动投料控制模块硬件设计,分析夹紧模块控制逻辑与自动投料模块控制逻辑,完成直流伺服电机驱动设计。在控制系统硬件搭建完成的基础上进行控制系统软件设计。根据生产现场环境设计最佳投料自动化路线,针对自动化路线空间狭小、流转车间多等问题,对运行在自动化路线投料机器人的双舵轮行走进行运动模型分析,确定行走寻径双舵轮运动采用经典PID控制算法,利用经验值试凑法进行PID参数整定,并使用Matlab-Simulink仿真系统响应,结果表明PID算法可以有效改善机器人行走寻径过程。根据整体的投料运行及管理搭建了中药材投料系统总框架,并介绍该投料系统的搭配逻辑与工作流程。最后概述总结投料机器人设计参数,并对投料机器人移动运行寻径系统及停车定位准确度进行实验测试、实验记录与实验分析,结果表明投料机器人停车定位准确路为100%,停车最大波动0.02m,定位误差小于2.5%,行走运行系统稳定性、准确性、鲁棒性及停车定位准确度均达到实际生产需求。