近年来,工业机器人得到长足发展,机械臂作为工业机器人领域中使用最广泛的一种机械装置,在制造业中发挥了重要的作用。本文针对传统专用搬运机械臂液压系统存在的能量浪费问题,设计了以负载敏感变量泵代替定量泵作为动力输出元件的变量液压系统。首先根据机械臂特定的设计要求,采用理论计算与软件设计相结合的方法,对机械臂进行了总体结构设计和相关理论计算,为接下来的机械臂液压系统设计提供理论支持。然后将负载敏感泵控制系统应用于专用搬运机械臂的液压系统中,对原定量液压系统进行优化处理,构建了阀控式负载敏感液压控制系统。该变量液压系统可以根据工作负载的反馈信号,调节变量泵的输出压力和流量,达到节能的目的。同时在液压回路中加入阀后补偿机制,使液压回路中的流量不受负载力变化的影响,保证了机械臂的稳定性。应用AMESim参数化建模和仿真分析方法,建立了机械臂阀后补偿负载敏感液压控制系统的参数化模型。仿真分析结果表明,该液压系统不仅能够实现基本动作要求,而且在不同的外负载压力下,可以自动调节变量泵的输出压力,使回路中的最高压力和液压系统输出压力的压差保持在设定值1.2MPa左右。除此之外还对该液压系统比例伺服控制模块、腰部回转液压马达控制模块以及机液耦合系统进行了仿真分析,充分验证了阀后补偿负载敏感液压控制系统的正确性。最后采用AMESim和ADAMS联合仿真的方法,建立了ADAMS与AMESim信息交互的联合仿真模型,对液压系统中液压缸伺服位置控制和液压缸运动参数做了进一步仿真验证。仿真结果表明,液压系统中不同液压缸PID控制的参数设置对控制效果有直接影响,为寻求理想的控制效果,通过对PID控制器的参数P和参数I进行批处理,调试验证确定了理想的比例参数和积分参数,得到了理想的控制效果。