现代化战争对火炮自动化程度的要求越来越高,弹药自动装填技术将会在未来的战场上发挥越来越大的作用。自动供输弹机械手作为弹药装填系统的一项关键子系统,会对火炮的性能产生很大的影响。因此,研究弹药自动装填技术,发展自动供输弹机械手,具有深远的意义。本文以某多功能火炮试验台架的研制为背景,设计了一款结构合理、满足功能的自动供输弹机械手,并对其进行了分析和优化,全文主要内容如下：(1)根据机械手所需达到的功能,对自动供输弹机械手的结构进行了设计,利用Pro/E软件建立其三维模型,对关键零部件的结构和功能原理作了详细的说明。对各关节的传动装置进行了计算,完成了电机与减速器的选型。(2)采用D-H参数法构建了机械手运动学模型,代入具体的结构参数,得到其运动学方程,并对方程进行了反解。利用MATLAB 的 Robotics toolbox工具箱建立了机械手模型,验证了运动学方程的正确性,对机械手各关节的运动轨迹进行了规划和仿真。(3)采用拉格朗日方法建立了机械手的动力学方程,运用虚拟样机技术,在ADAMS中构建机械手的动力学模型,对机械手的整个工作过程进行了仿真,得出各关节的运动曲线和关节驱动力矩或力,分析了抱爪与楔块、弹丸之间的接触力的变化情况。(4)基于0 ptiStruct平台,对回转支架的所有钢板的厚度采取了尺寸优化,对抱爪结构采取了拓扑优化。在满足约束条件的情况下,减少了零件使用的材料,降低了机械手的重量,提高了机械手的工作性能。