铁钻工是自动化钻井设备的重要组成部分，功能为完成钻具连接丝扣处的上卸扣，活动井下工具等，具有结构紧凑、性能强大和安装、操作简单等特点。目前国外对于铁钻工的研究较为成熟，应用广泛，而国内对铁钻工的研究刚刚起步，钻具的连接、拧卸大部分采用需要人力辅助操作的液压大钳，而随着勘探开发力度的不断加大，传统的钻具拧卸装置已经无法达到现代化钻井作业的要求。基于国内钻具拧卸设备的发展现状，本文结合国土资源部“深部大陆科学钻探装备研制”项目，研制一台新型铁钻工。本文主要对铁钻工旋扣机构进行研究，包括结构设计、参数计算、动力学理论研究、仿真分析以及关键零部件的有限元分析等几方面，具体内容归纳如下：首先，查阅与铁钻工相关的文献资料，了解国内外铁钻工的发展现状，总结和论述铁钻工研究的意义，进而确定论文主要研究内容；根据设计要求，确定整体设计方案，重点设计了旋扣机构，并进行了相关的设计计算，同时应用三维设计软件建立整个装置的三维模型。其次，对铁钻工旋扣机构进行运动学理论分析，建立了末端支撑轮质心点位移、速度、加速度与系统输入量之间的关系；并在此基础上，建立了旋扣机构的动力学方程。运用ADAMS仿真软件建立旋扣机构多刚体的动力学仿真模型，按照实际情况完成旋扣机构仿真后，得到机构中各杆件动力学性能参数曲线，仿真所得数据与理论数据对比，验证理论计算的正确性；建立机构的刚柔耦合模型，获得相应的参数与之前的刚体仿真结果进行对比分析，使仿真环境更加趋近现实工况，为进一步结构改进和控制提供依据。最后，利用有限元软件对旋扣机构中受力较大的零部件进行强度分析，得到相应的应力应变值，验证机构零部件的可靠性，并为后期进一步研究提供依据。