该装填机械手是某大口径火炮自动装填系统的关键部件之一。自动装填系统是为应对未来复杂多变的战场环境提高火炮生存能力而产生的,采用了自动机、模块装药等技术,提高了火炮射速和威力,同时也带来了相应的可靠性问题。本文以“十二五”研究课题为背景,应用机构可靠性、运动学、多体系统动力学、运动副磨损、截尾分布、人工神经网络、优化设计等理论对装填机械手的关键机构可靠性问题进行了深入研究,为工程实际提供理论依据和参考。主要研究内容如下：(1)分析了装填机械手的整体结构、工作原理和影响其可靠性的随机因素。建立了机械手运动学方程和运动精度可靠性功能函数,假设基本变量服从截尾正态分布的基础上,推导了考虑构件参数随机性的运动精度可靠性计算公式,数值模拟了考虑输入运动随机性的运动精度可靠度。(2)为解决运动精度可靠性分配问题,建立了基于成本最小化的可靠性分配模型。算例表明,优化后的分配结果不仅满足可靠性指标要求而且大幅降低加工制造成本。(3)基于多体系统动力学软件平台,建立起机械手的动力学仿真模型。通过对回转架体的柔性化处理得到刚柔耦合动力学模型,研究了回转架体的刚度和强度。(4)基于多学科集成优化平台,研究了随机因素影响下平动部件平移驱动力的分布特征,研究了弹簧刚度性能退化时抱弹部件动作可靠性,探索了人工神经网络应用于可靠性分析。(5)基于Archard磨损方程,建立了平面运动副磨损计算模型,分别研究了回转部件齿轮副和抱弹部件凸轮副的磨损情况,得到了抱弹部件可靠度随磨损周期的变化规律。