杨 清，罗天洪，张 鹏

（1.重庆交通大学 机电与车辆工程学院，重庆 400074；2.重庆文理学院 智能制造工程学院，重庆 402160；3.重庆红江机械有限责任公司，重庆 402160）

随着中国制造2025和十三五规划的推进［1］，越来越多的工业机器人逐步代替人工劳动，比如焊接、喷涂、上下料等［2-4］。其中上下料机器人是诸如汽车生产线［5］、冲压生产线等［6］工业自动化中重要的一环。虽然上下料的操作并不复杂，但工作重复性大，工作强度大，因此上下料机器人极大程度地影响着自动化生产线的效率［7-9］。

目前各种自动化产线的上下料机器人对大多数物体多模仿人手的工作模式，采用“先抓取、再搬运”的方式［10-12］。对于上下料机器人来说，因为受到待转运物体外形特征尺寸的影响，很难做到通用［13］。为此，使用专用于特定形状的不同机械手（即末端执行器）配合机械臂使用的方案就比较合理。

转运末端执行器是上下料机器人系统中的重要环节，其可靠性分析同样重要。在各种可靠性分析方法中，故障树分析法FTA（fault tree analysis）可以很好地解决复杂系统可靠性问题，已用于各种机器人可靠性分析中，比如焊接机器人、伺服刀架等［14-16］。

本文中研究一种专用于球缺体转运的末端执行器。球缺体是指一个球被平面截下的一部分，是一种外形比较特殊的形状。同时，对设计的末端执行器结合工作流程进行可靠性分析，并制作实物样机进行样机试验。

1 机械结构设计与工作流程

针对球缺体的外形特点，设计了相应的机械机构，如图1所示。……