煤矿架空乘人装置是一种适用于长距离、多变坡巷道条件的机械运人设备,它的性能的好坏直接影响煤矿职工的井下行走安全以及劳动生产率。传统的架空乘人装置设计方法以概念设计和物理样机制造-试验方法为主,同航天、飞机、汽车等高端机械产品相比,还没有采用优化以及动态仿真等现代设计方法,本文将优化设计方法以及仿真技术引入架空乘人装置的设计中,以期缩短开发周期,减少研发成本,提高产品质量,提升产品的市场竞争力。本课题对煤矿架空乘人装置的优化设计和仿真技术进行了研究。通过对煤矿架空乘人装置的机构特征及工作原理进行分析,提出了系统的总体设计方案,对系统各主要结构进行研究设计;提出了优化设计技术应用于架空乘人装置设计中的新方法,进行了装置关键部件驱动绳轮的结构设计和有限元分析,构建了优化设计数学模型,确定了目标函数和边界条件,对驱动绳轮的主要设计参数进行了优化设计研究,达到了其在满足强度要求的条件下质量和体积最小;研究了架空乘人装置的三维建模及动力学建模技术,重点研究了关键部件钢丝绳的建模技术,构建了简化系统的动力学模型,进行了架空乘人装置简化系统的动力学仿真研究,并对结果进行了分析,分析结果表明钢丝绳和驱动绳轮的动态力学性能基本符合实际情况,并在实际应用中验证了该系统设计的合理性。本课题的研究丰富和发展了架空乘人装置的设计理论和方法,促进了计算机辅助设计技术在架空乘人装置开发中的应用和发展,提高了架空乘人装置生产企业产品开发的进程和研制效率。