柔性机械臂具有质量轻、负载大、灵活性高、耗能低、操作速度快等特点,具有非常广泛的应用前景。在机械系统中,由于装配制造误差、设计公差、摩擦、磨损及热变形等会使机械系统中机构的几何参数、材料参数、建模过程中所用的模型参数、运动副间隙尺寸等都是不确定的,将不确定参数以区间变量的形式来表示,这些区间变量使实际机构与理想机构的运动发生偏离,降低机械系统的运动精度及运动的稳定性,进而对机械系统的可靠性产生影响。区别于传统的概率可靠性,非概率可靠性对数据的要求比较低,非常适合于研究区间变量影响下的机械系统的可靠性问题。本文对不确定参数影响下的考虑间隙的刚柔机械臂系统的非概率可靠性进行了深入的研究,主要包括以下内容:首先,通过碰撞力模型和引入状态函数建立间隙模型,采用假设模态法描述柔性机械臂的变形,利用拉格朗日方程,建立含间隙刚柔机械臂系统的动力学模型。在此基础上,考虑系统参数不确定性,将系统的不确定参数描述为区间变量,建立刚柔机械臂系统的不确定性动力学模型。采用切比雪夫扩张函数作为区间算法,建立切比雪夫扩张函数求解含区间变量的刚柔机械臂系统的动力学方程的流程。然后,基于非概率可靠性建模方法,考虑柔性机械臂系统的运动精度和运动稳定性问题,分别建立了四种非概率可靠性模型的状态函数,并建立与之对应的非概率可靠性指标。结合切比雪夫区间算法,求解刚柔机械臂系统的不确定性动力学模型,分别对四种模型指标进行计算仿真,并与Monte Carlo方法作对比,分析了四种模型的特性。进一步,分析了将柔性机械臂的几何材料参数、运动副间隙尺寸、间隙模型参数作为区间变量,分别在考虑单一区间变量与混合区间变量两种情况下仿真分析了柔性机械臂的末端位移及角加速度的变化,在此基础上,结合非概率可靠性理论,仿真分析了不同区间变量影响下的非概率可靠性指标的变化。最后,利用非概率可靠性灵敏度的定义,建立了非概率可靠性灵敏度分析方法,对柔性机械臂系统的可靠性进行灵敏度分析,通过仿真详细分析了不同的区间参数对柔性机械臂系统可靠性的影响程度,从而为机械系统的可靠性设计提供指导。