中心城区连接地下物流管道的货物转运站本质上是一座小型自动化立体仓库。其中的堆垛机是关键设备,而且其载货台在地下物流交叉管道节点站要完成原地转直角的动作。为此,本论文在继承堆垛机经典技术的基础上,为提高堆垛机的综合性能和适应项目需要,开展了如下工作:分析了堆垛机的研究和发展现状,并结合行业的相关规范与技术要求,拟定了巷道堆垛机器人的基本技术参数,其中包含水平运行速度、货台升降速度、货叉伸缩速度以及额定载荷等。确定堆垛机器人结构形式与组成,对其进行总体结构方案设计,运用三维制图软件UG对堆垛机部分机械结构进行建模。并且根据地下物流以及货叉工作的实际需要,对现存的堆垛机结构进行优化设计。利用经典力学公式计算了立柱结构的稳定性,并对堆垛机走行、升降、货叉和转台电动机的功率进行计算。根据巷道堆垛机器人的工作循环方式,研究了堆垛机器人的出入库能力计算公式。运用有限元的方法并借助ANSYS软件对堆垛机器人关键结构进行分析计算,对所设计的堆垛机器人结构的强度及变形进行安全校核。对堆垛机器人的控制系统进行方案设计,确定堆垛机器人走行和载货台升降的位置与速度控制方案。根据堆垛机的控制方式及工作要求,选用PLC作为控制系统的核心方案,并根据其功能特点对其进行选型和设计。综上所述,本文所研究的内容是在经典堆垛机具有水平运行、载货台升降以及货叉伸缩功能的基础上,为满足地下物流具体要求,对堆垛机机械结构和控制系统进行优化设计,所研究的堆垛机器人参数适中,结构稳定牢靠,具有良好的工程实施可行性,可为地下物流堆垛机的研究提供参考资料。