现代化立体仓库在现代物流系统中的作用越来越显著，其主要功能是在无人直接干预的情况下自动存储货物，实现货物存取的自动化，以提高货物存取及管理的效率。存取机器人作为现代立体仓库的主要组成部分，其直接负责货物的存取，因此其性能的好坏直接关系到整个立体仓库性能。本文所设计的烟草小样存取机器人是现代小型立体仓库所使用的一种存取机器人，这种机器人主要用于烟草行业工艺研究及产品开发的实验室。烟草小样存取机器人是烟草小样智能存取系统（烟草实验研究使用的现代立体仓库）的主要执行机构，其与传统存取机器人相比，有着更偏向于小型、轻型的特点,更加适用于小型立体仓库，为科研教学研究、实验测试提供支持，同时也为满足适合于使用小型现代化立体仓库的食品医药等行业的需求而设计。首先，本文结合已有的现代立体仓库中的堆垛机器人，对烟草小样存取机器人的主要部件进行结构设计，各传动部分的设计；对各部件相关部分如齿轮、轴等进行强度校核，使其符合设计要求；同时也对相应的驱动电机、链轮链条等进行初步选型。其次，本文使用有限元软件对烟草小样存取机器人各主要功能部件：立柱、底梁、载货台、货叉装置进行加载情况下的静力学分析，并由此确定其在启动与停止瞬间的各主要功能部件的刚度，并根据分析结果对已设计部件进行合理的改进，以提高相应部件的刚度；同时对有交变载荷作用的主要功能部件：立柱、载货台、货叉装置进行模态分析和谐响应分析，以确保各部件在实际工作中有符合设计要求的动力学性能，避免烟草小样存取机器人在工作过程中发生共振现象，确保烟草小样存取机器人工作过程中变形量即刚度符合设计要求，从而提高了整机的性能，保证了机器人的工作效率。再次，在上述力学分析的基础上，本文对烟草小样存取机器人货叉装置和底梁进行尺寸与质量的优化设计，通过有限元设计软件，合理改变其尺寸参数，确保它们在符合设计变形量即刚度要求的前提下，达到质量相对较小目的。最终起到了减小整机质量，节约材料，减少驱动整机的能耗作用。最后，本文对烟草小样存取机器人控制方案进行初步设计。完成了整机各部分结构控制流程的方案设计。对存取机器人速度控制方案进行初步设计，从理论上给出了存取机器人水平行走、载货台垂直升降和货叉伸缩的速度曲线形式及选择方案；对存取机器人的定位进行初步的方案设计，确定存取机器人在水平方向和垂直方向定位认址的方式方法，并给出了货叉运行控制方案。