随着我国经济社会的快速发展,铁路货运量正与日俱增,驼峰编组站作为铁路货运过程中的重要环节,其工作效率直接决定了铁路运输效率。目前,在驼峰编组站作业流程中,只有峰顶的摘钩作业仍需人工参与,且信息化程度较低,制约了铁路货物运输的效率。为了解决这一矛盾,在对国内外驼峰编组站自动化设备研究成果分析的基础上,设计一种自动化信息化程度较高的驼峰编组站列车自动分解系统,并开展了如下工作。1.设计了一种三自由度直角坐标型摘钩操作臂,基于Solid Works环境构建了末端执行器手爪和操作臂的三维实体模型,并以工作载荷为基础对操作臂各驱动电机进行了校核。按照实际工作情况对钩提杆的两种不同开钩方式进行了分类讨论。2.提出了一种握持钩提杆的末端执行器手爪结构,设计了一种搭载操作臂及其附属设备的承载平台,并分别对他们的工作情况进行了讨论。3.运用D-H参数法对操作臂的运动学进行了分析。建立连杆坐标系并分析了操作臂的D-H参数,建立了操作臂的运动学方程并对其正解和逆解进行了研究。4.基于拉格朗日函数法,建立了操作臂的动力学方程并进行了分析与计算。将简化后的操作臂Solid Works模型导入ADAMS中进行仿真,仿真结果进一步验证了所建立动力学方程的正确性。5.对系统识别车厢分离功能、信息处理及无线通信模块、承载平台对列车间隙识别方案和人机交互界面等进行了分析和设计,为驼峰编组站列车自动分解系统的实施奠定了理论基础。研究以铁路运输工作实际为基础,可为驼峰编组站实现作业自动化、管理信息化提供一定参考。