水平定向钻机是一种在不开挖地表的情况下,铺设各种地下公用设施(管道,电缆等)的一种施工机械。由于它在有效提高施工速度,降低工人劳动强度和减小能耗方面体现了独特的优势,近十几年来,水平定向钻机得到了飞速发展。现在水平定向钻机越来越向着自动化的方向迈进,其中钻杆输送的自动化就是一个重要的研究课题。本文在钻杆输送机械手的研究上主要做了以下工作:第一,论文设计了钻杆输送机械手的创新方案,并进行了机械手的运动学分析。第二,论文设计了机械手的电液比例控制系统,建立了手爪的姿态控制、位置控制和同步性控制的数学模型。第三,论文设计了适合本论文的自适应模糊PID控制算法,并利用MATLAB模糊逻辑工具箱和Simulink进行了系统控制仿真。第四,论文选用西门子S7-200系列CPU216型PLC,进行了控制器程序的开发,实现了基于PLC的自适应模糊PID控制,以及机械手的顺序工作控制和同步性控制。第五,论文联合运用ADAMS和MATLAB软件进行了机械手的动态虚拟实验,充分直观地验证该机械手设计方案的可行性。