铅酸蓄电池以其性价比高、高低温性能优越、运行安全可靠等优点在储能领域有广泛应用。一般铅酸蓄电池使用寿命为2~6年,报废后回收再循环利用。铅酸蓄电池回收过程中的一道工序是将切割完上盖的蓄电池翻转180°后,采用某种方式将稀硫酸电解液和极群组振落出来,实现废铅酸蓄电池组分分离以便后续富集回收。目前这一工序主要依靠人工完成,人工翻转组分分离过程中,硫酸液和重金属铅对人体危害较大,而且工作强度大,效率低。本课题针对废旧铅酸蓄电池回收过程中翻转180°并振落电解液和极群组这一工序,设计了一种用于废铅酸蓄电池组分分离的翻转振落变胞机构,具体研究内容如下:(1)分析了铅酸电池的尺寸规格参数,确定机构的最大适应尺寸。根据组分分离工序确定了变胞机构的运动要求,通过作图法初定翻转振落变胞机构,并采用解析法对机构进行了运动学与动力学分析。(2)提出了变胞机构的确定性与稳健性优化设计流程,建立优化性能指标和确定性数值优化模型。选用多种智能算法联合优化求解,筛选出来5组设计候选点。然后将灰色关联决策运用到设计候选解的多目标决策问题,获得变胞机构确定性最优解。并且考虑到噪声和随机扰动因素对机构的影响,以确定性优化解为基础,对机构进行6sigma稳健性分析与优化。(3)创建变胞机构参数化虚拟样机,仿真验证确定性与稳健性优化理论的正确性。建立翻转架参数化有限元分析模型,采用筛选实验设计方法筛选出显著性高的尺寸参数。利用中心组合试验设计方法建立翻转架性能指标的响应面模型,并对响应面模型归一化处理,得到翻转架结构优化的数学模型,采用多岛遗传算法对其优化求解。从优化结果可知,翻转架强度、刚度有所提升,同时又达到了对翻转架轻量化的目的,说明翻转架结构优化效果是明显的。