本论文以SGDC700隧道拱架多功能作业台车机械手为研究对象，通过对台车的实验研究，对实验结果进行了分析，提出了台车存在的两个问题：机械手运动的时间优化和平稳性，突出了台车机械手轨迹规划的重要性。结合隧道施工的具体情况，对台车机械手的轨迹进行了规划和仿真。本文主要从实验研究和轨迹仿真方面做了以下工作。（1）根据国内外轨迹规划的研究现状，对SGDC700隧道拱架多功能作业台车机械手的轨迹规划做了详细分析。并以台车机械手的运动学为基础，对机械手进行了数学建模；完成了从机械手关节空间到末端执行器的三维空间的位姿计算。为机械手的路径规划和轨迹规划奠定了基础。（2）结合隧道施工的实际情况，对台车机械手的结构组成、工作原理及运动特点进行了分析。并通过台车的现场实验，分析了台车存在的两个问题，即台车机械手运动的时间优化问题和平稳性问题；利用时间最短的规划要求对机械手的路径进行了规划，求解出了机械手各关节的运动关系。（3）结合机械手的路径规划，对机器人的轨迹规划方法进行了分析。研究了4-3-4插值函数、3-5-3插值函数以及五段三次多项式插值函数各自的特点，并推导出来各函数的轨迹方程，由此得到SGDC700隧道拱架多功能作业台车机械手各个关节的角度、角速度和角加速度的表达式。（4）根据台车机械手各个关节的角度、角速度和角加速度的表达式，利用Matlab软件进行编程仿真，得到了台车机械手各关节的角度，角速度和角加速度曲线，所得到的结果大大优化了台车机械手的运动时间，并保证了机械手的运动平稳性。