随着下一阶段激光核聚变装置所需能量的提高,激光光束增加,LRU(Line Replaceable Units)即在线可替换单元模块的种类和数量也随之增加,对下装设备的装校能力提出了新的挑战。满足LRU模块百级洁净度的苛刻要求下,高效地完成其在线安装和更换是同类设备一直没有解决的问题,因此很有必要对LRU模块洁净精密装校技术进行研究,设计出一种高效的下装设备,满足下一阶段LRU模块洁净精密装校的需求。本文针对下装设备总体设计要求,提出了采用水平调平机构先调节底盘水平,然后通过平面三自由度并联校准机构对LRU模块进行精确校准,最后被动柔顺机构在LRU模块安装过程中对其位恣偏差进行校正和补偿的设计方案。利用三维设计软件Proe/E完成了下装设备虚拟样机的设计。基于ANSYS,采用APDL命令流方式建立了下装设备的有限元模型,对下装设备装载工况和举升工况进行了整机静力分析;对以上两种工况的下装设备分别进行了模态分析,提取其前六阶固有频率和振型,对下装设备动态特性进行分析。分析结果表明,结构的整体变形和各组成部件的应力和应变均在许用范围之内,下装设备强度、刚度和稳定性良好。对LRU模块精密装校关键技术进行了分析研究,下装设备需具备水平调平、精密校准和柔顺装配的功能。水平调平采用“面追逐式”调平方法,调节底盘水平,确保调平过程的安全与稳定。对三自由度校准机构进行了运动学分析,基于Matlab得到校准机构在不同位恣下的工作空间和灵巧度。分析校准机构的结构参数的变化对误差的影响,对比得到各参数对误差的影响程度,提出了改进校准机构运动精度的优化方案。分析了柔顺装配三个阶段,得到各阶段装配力的解析表达式,基于Matlab分析对比各参数对装配力的影响,给LRU模块的装配提供理论依据。基于等效元素集成法对校准机构进行了动力学特性分析,推导了动力学方程的二阶转换矩阵和三阶转换矩阵,采用有限元组装的方法求得系统的等效质量阵以及等效力阵,进而得到其动力学方程。基于ADAMS对校准机构进行运动学和动力学仿真分析,得到校准机构的动力学响应曲线。