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煤矿用液压钻车,主要用于煤矿作业时的深孔钻探、瓦斯探测和隧道地质状况的探测等,液压钻车的开发应用可提高煤矿掘进时的安全性、减少工人劳动强度、提高工作效率、节约能源并改善工作环境;而钻臂作为液压钻车的主要工作部件,其功能直接决定着液压钻车的工作能力。因此,对液压钻车钻臂进行深入研究显得非常有必要。本文结合河南省科学技术厅的重点项目“煤矿(隧道)用液压掘进钻车的研究开发”对钻臂系统进行了研究,主要工作如下:对现有液压钻车及其钻臂机构的结构特点和工作特性进行分析,设计出一种新型煤矿用液压钻车;并对该液压钻车的钻臂机构进行结构设计和计算;该钻臂机构的俯仰角可以达到90度,并且能够实现360度的水平旋转,实现对前方、侧帮、顶壁和底部的全方位凿岩钻孔。对钻臂机构各杆件建立坐标系,用D-H法对钻臂机构进行运动学分析,推导出了运动学方程,并用图解法对运动学方程进行验证;运用Matlab软件对钻臂机构的工作空间进行了求解,并用图形表示。对钻臂机构各杆件建立坐标系,用拉格朗日法对钻臂机构进行动力学分析,推导出了动力学方程;对钻臂机构各液压缸驱动力的计算方法进行了研究,推导出了各液压缸驱动力的计算公式。用三维造型软件Pro/E对钻臂机构进行三维实体模型的建立,用动力学分析软件ADAMS对钻臂机构的几种典型运动状态进行动力学仿真分析,分析结果表明了钻臂功能动作可实现、运动不干涉、结构设计合理。