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随着工业自动化的发展，机械手已经成为代替人来完成危险、繁重工作的重要工具。在低温冷库中应用机械手，相比于传统的人工存取模式，机械手能够更高效、更准确地完成货物的存取，并且能够保护人员免受低温伤害。机械手冷库受到金属低温变形、冷库温度场变化等影响仍存在一些问题。由于目前针对机械手冷库的工程分析与研究比较少，因此对机械手冷库存在的问题进行分析研究并提出解决方案具有重要的意义。 本文以机械手冷库为研究对象，对机械手在低温下的变形问题和冷库开门过程所造成的冷库内的温度场变化进行了理论分析，分别应用ANSYS和FLUENT对机械手、货架变形量和冷库开门过程的温度场变化进行了有限元仿真分析，并将模拟结果与实验数据进行了对比，同时，通过总结前人经验并结合实际工程案例对机械手冷库存在的其他问题进行了分析。本文主要工作及成果如下： （1）在对机械手、货架及其构件的低温热膨胀规律的国内外研究现状进行综述的基础上，通过建立机械手和货架的热弹性结构模型，对其在低温下的变形位移进行了静力分析和研究，通过ANSYS对机械手和货架在低温下的变形位移进行了计算，并通过对货架的变形监测实验，验证了货架弹性屈曲变形模拟结果的准确性，探讨了不同固定方式的货架在低温下的变形特点，发现采用底部中间固定两端自由伸缩方式的货架低温变形位移最小。 （2）在分析计算机械手、货架低温变形位移的基础上，基于尺寸链原理对机械手与货架之间的定位误差进行了研究，探讨了货架的不同固定方式对定位误差的影响，发现当货架采用底部中间固定的方式进行固定时定位误差最小。 （3）基于传热学基本理论，利用FLUENT有限元分析软件对冷库开门过程的温度场变化进行了仿真计算，并通过冷库开门温度监测实验，验证了模拟结果的准确性，探讨了不同开门位置对冷库温度场产生的影响，发现顶部开门的机械手冷库在开门时对冷库内温度场影响最小。 （4）在分析冷库开门过程温度场变化的基础上，发现导轨滑块放置于冷库底部受积霜影响较小；对于桁架式机械手来说，其滚动直线导轨副容易受到结霜情况的影响，为提高机械手的可靠性，应采用不受积霜影响的V型导轨和滑块。