船舶推进轴系校中安装效率和精度关乎船舶建造周期和质量,针对传统安装方式依赖环境条件和施工人员的工程经验,存在周期长、精度差、效率低的问题,为提高轴系安装的自动化程度,设计了一种用于空间位姿调整的智能支架系统。对用于轴段位置和姿态调整的智能支架系统进行了详细解读,对运动机构的组成情况和各部分功能作了概述,分析了运动机构通过直线导轨和电动缸的配合运动实现轴段位姿调整的工作原理,阐述了该智能支架系统的控制系统,基于所设计的智能支架系统在实验室中搭建了船舶推进轴系自动安装试验台架。基于所设计的运动机构开展研究工作,首先,参考传统单未知节点的定位方法,建立轴段任意位姿的传感器观测模型,针对轴段空间位置和姿态的实际情况,使用三边质心定位算法,设计基于多个已知信标节点的三维无线传感器网络,可实现轴段位置和姿态的精确定位;然后,阐述影响轴段工作空间外形轮廓和尺寸的主要因素,使用图解法和数值法分析边界曲线并作对比,用蒙特卡洛法求解工作空间三维图、各向截面图并做误差分析,通过与理论解对比发现采用蒙特卡洛法的计算结果与理论解误差均小于1%,达到了较高的准确度;最后,分析船舶推进轴系相邻法兰偏中值的测量方法,剖析直尺和厚薄规测量法、百分表测量法等传统测量方法,在船舶推进轴系中应用基于LD-PSD的偏中值测量方法,包括单LD-PSD测量法和双LD-PSD测量法,以单LD-PSD测量法为例,分析轴系偏中值测量的数学模型。论文开展的定位方法、工作空间和偏中值测量等研究工作使得中间轴的位姿调整过程可控、高效,达到高精度、自动化的船舶推进轴系安装,可作为船舶推进轴系智能安装理论与技术的研究基础。