矿用蓄电池电机车制动系统性能对保障其安全运行和运输效率非常重要。本文以湖南某公司生产的8吨矿用蓄电池电机车为研究对象，综合运用现代设计理论与方法、机械系统建模与动态分析方法、现代控制理论、流体传动与控制方法等理论，系统分析了矿用蓄电池电机车制动过程力学行为，构建了其液压制动系统动力学仿真模型，并对矿用蓄电池电机车闸瓦连杆机构进行稳健优化设计。本文主要研究内容如下：(1)系统分析和研究了矿用蓄电池电机车制动过程力学行为及其数学模型。通过对矿用蓄电池电机车手轮闸瓦制动过程力学行为分析，探讨了制动力与闸瓦压力关系式，进行了制动减速度数学模型和制动距离数学模型研究，并计算矿用蓄电池电机车在不同工况下的制动时间、制动距离和闸瓦平均压力。(2)构建了基于能量回收的矿用蓄电池电机车液压制动系统。详细分析了矿用蓄电池电机车结构和制动特点，系统研究了能量回收制动方式，分别研究了液压能量回收装置、拉杆闸瓦制动装置和液压伺服控制装置组成及功能，构建了基于能量回收的矿用蓄电池电机车液压制动系统。(3)运用AME/Sim软件进行了矿用蓄电池电机车液压制动系统动力学建模与仿真分析。由AME/Sim的模拟仿真平台建立了基于能量回收的矿用蓄电池电机车液压制动系统动力学模型；仿真分析了电机车进行正常制动和紧急制动情况下电机车速度、闸瓦平均压力、蓄能器压力随时间变化规律。结果表明，与传统制动相比较，矿用蓄电池电机车正常与紧急制动情况下，液压制动时间分别降低了19%和28.9%，制动距离分别降低了19.9%，33.1%。(4)考虑杆件加工误差和转动副间隙影响，对矿用蓄电池电机车闸瓦制动连杆机构进行稳健优化设计。首先对矿用电机车闸瓦制动连杆机构的运动过程进行分析，建立理想状况下的闸瓦制动连杆机构运动学模型。然后，考虑转动副间隙对该机构进行运动学分析，建立计入转动副模型的闸瓦制动连杆机构运动学模型。最后，以机构杆长为设计变量，以转动副间隙、间隙副接触角和杆件加工误差为噪声因素，建立以闸瓦制动距离误差均值和标准差最小化为目标的矿用电机车手轮闸瓦制动连杆机构参数稳健设计优化模型，并运用遗传算法和蒙特卡洛模拟法对参数进行稳健设计与优化。这为有效地改善和提高矿用蓄电池电机车制动性能提供理论依据。