近年来,随着城市私家车的不断增多,停车难成为了一个急需解决的问题,智能立体车库逐渐走入了人们的视线。智能立体车库占用土地面积较少,存取车辆安全便捷,具有广阔的发展前景。堆垛机是智能立体车库的重要搬运设备,其性能的优劣直接影响着立体车库的整体性能。本文研究内容来源于实际立体车库项目,在详细分析了立体车库的运行方案后,根据其所需功能规划设计了堆垛机的结构设计方案,为了提高堆垛机模型的扩展性,在SOLIDWORKS中对堆垛机的三维模型进行了参数化建模。由于立柱是堆垛机的重要支承组件,对立柱的模态、质量及做大变形进行了分析及优化是非常必要的。通过对立柱的相关参数敏感性的分析发现前立柱型钢截面的长宽、两排立柱中心距离和立柱型钢的截面厚度对立柱的变形及质量最为敏感,如何采用多目标多参数优化法对立柱进行了优化。经过优化,立柱最大变形减小了28.7%,但质量却减少18.2%。最后对优化后的立柱模态进行了分析并于优化前的立柱模态进行了对比,发现立柱的模态频率也得到了提高。由于堆垛机的整体性能是机械系统与控制系统决定的,仅仅分析机械结构性能是不够的,还需要在堆垛机虚拟样机中对控制系统进行分析。在ADAMS中构建了堆垛机的虚拟样机模型后,对堆垛机虚拟样机进行了机电一体联合仿真,设计了一套堆垛机的控制方案并绘制了控制系统原理框图。然后使用Ziegler-Nichols法对其PID控制器参数进行了整定,使其能够迅速安全地完成车辆的存放及取出动作,为控制系统的详细设计及现场调试提供了依据。