我国煤矿开采条件比较复杂,其中巷道受压变形问题已经成为影响煤矿井下高效作业的主要问题之一,巷道的变形会引起岩石松动和脱落,严重影响生产人员安全。使用撬毛台车清理松动的岩石是一种较为有效的方式,对于有些小型的煤矿巷道,由于市场上的撬毛台车工作臂长度太长,在小型巷道有限的空间内无法灵活的完成岩石清理作业。本文在查阅大量文献的基础上,设计了一种适合在小型巷道内进行清理岩石作业的撬毛台车。根据小型巷道的断面尺寸和需要清理岩石的位置,设计工作臂结构,选用小型工程车作为搭载安装平台,并根据工作臂的结构参数对回转支承进行了选型;选取工作臂三种典型的作业工况进行受力分析,计算出四个液压缸的最大受力值;根据D-H坐标系建立的方法,建立工作臂的运动学方程。运用有限元软件分别对工作臂的典型作业工况进行静力学分析,研究其应力及变形情况,研究结果表明,其强度和刚度满足设计要求。对大臂的臂厚进行优化,优化后的结果:在应力和变形满足要求的条件下,臂厚减少了 2mm,实现了轻量化的要求。根据工作臂的工作特点,设计了工作臂的液压系统,并对液压缸、回转马达、变量泵和电液伺服阀进行了选型;利用AMESim软件,建立了负载敏感泵模型和工作臂的液压系统模型;根据工作臂的尺寸数据和装配关系,运用平面机构库建立了工作臂的AMESim二维模型;对建立的回转马达液压回路与破碎锤液压回路进行仿真分析,仿真结果表明,回转马达和破碎锤能够在设计的液压系统中平稳正常的工作。根据工作臂的电液伺服控制系统模型,使用PID控制,建立四个液压缸闭环控制系统,利用AMESim软件对PID控制系统仿真,得出液压缸的位移响应曲线,仿真结果表明,四个液压缸控制系统位移响应较快,滞后时间较短,但是仍然存在一定量的超调。为此,本文在Matlab/Simulink上设计了大臂液压缸模糊PID控制器,通过和在AMESim建立的机液系统联合仿真,仿真结果表明,模糊PID控制震荡和超调量较小,控制效果比单纯的PID好。