本文是在国家“863”计划项目《防风固沙草方格铺设机器人研究》的基础上进行的。本文针对固沙机器人的工作任务以及要求，主要对草方格铺设机器人纵向铺设轮系进行尺寸优化和有限元分析，确定草方格铺设机器人纵向铺设轮系的最优设计方案，使得纵向铺设轮系在满足工作要求的情况下牵引力和控制力最小，进而实现纵向铺设机构对于牵引机车的动力匹配。本文采用了Bekker承压特性模型计算滚动阻力、用剪切特性模型计算附着力，并用拉格朗日乘子法对铺设轮系的直径进行了优化，首先确定了铺设轮系的直径，通过有限元分析得出应力和应变最大出现的位置，并用Matlab对有限元分析的数据进行处理，得出轮宽与应力、应变之间的关系，确定出轮宽的适用范围，进而为最终优化方案的解决提供理论依据。本文中确定的铺设轮系的设计方案，直接影响着草方格铺设机器人纵向草的铺设质量和纵向铺设机构的工作效率，对整个机器人的工作性能有着重要的直接影响，而且为铺设轮系的推广使用，提供了准确可靠的理论与试验依据。另外，所建立的铺设轮系的有限元模型，对于在沙质环境中的滚动工作机件有着广泛的理论意义，其他类似滚动工作机件设计可以借鉴参考。