我国的煤炭资源储量丰富,且大量煤矿都来自地下开采。因为地下煤层分布错综复杂,煤矿开采的地理环境属中等偏下,除个别地区煤田开采的自然条件较好外,其它大部分地区开采条件较差。作为机械化综合采煤关键设备的悬臂式掘进机在其行走过程中经常遇到大坡度工作状况,由于自重和底板附着力不足使得履带与底板间出现打滑甚至后退现象,致使掘进机在井下巷道实际使用时很难达到爬坡度的设计指标。大坡道行走时通常采用卷扬钢丝绳辅助牵引,导致生产中的安全隐患。本文针对这一问题,考虑到悬臂式掘进机行走机构的机液一体化特征,将掘进机底盘中的行走机构、液压驱动及巷道底板纳入统一系统,借助多体动力学理论、液压仿真技术、车辆地面力学理论对该系统进行一体化综合研究。首先基于多体动力学理论,利用Recurdyn以及Solidworks软件完成悬臂式掘进机履带行走机构的建模,基于液压行走回路的工作原理,利用AMESim软件搭建其行走液压回路仿真模型。在此基础上,利用Recurdyn/Hydraulic提供的机液联合仿真接口,建立掘进机履带行走机构机液一体化模型。据此研究掘进机在不同底板条件下的行走及爬坡能力,找出影响掘进机爬坡能力的主要因素,通过批处理优化对履带结构和参数进行了优化。研究结果表明:影响行走性能的关键因素为履带板结构参数及底板相关参数。本文通过改变履带板接地长度、履带板宽度、履刺高度、接地段履刺个数,从而提高了附着力,使行走机构的爬坡性能得以提高。基于车辆力学原理,分析瘦粘土(Lean clay)和重粘土(Heavy clay)两种不同底板条件对行走机构爬坡能力的影响。通过土壤相关参数可知:瘦粘土的粘聚力指数以及变形内摩擦力系数都高于重粘土,重粘土的路面上行走时,掘进机速度的波动较小,但爬坡时的滑移量较大,说明了底板条件对履带行走机构的爬坡能力有较大的影响,土壤性质越好,附着力越大,爬坡能力越强。