水平井牵引机器人具有运输方便、操作简单、输送位置准确等优点,大大降低了井下作业成本。水平井牵引机器人作为用于水平井服务最为经济的输送工具越来越受到重视,而且已应用于水平井测井、射孔、打捞等作业,因此它的研究和开发有着广阔的应用前景和良好的社会效益。本文在深入分析水平井牵引机器人动作单元的工作原理和工作过程的基础上,应用优化设计方法和动力学仿真技术,完善了对水平井牵引机器人动作单元的研究。首先介绍了水平井机器人输送测井仪器的工作过程,接着分析了动作单元部分的工作过程,在Pro/E环境下建立动作单元各零部件模型和动作单元的装配,并对建立的实体模型做了质量检查。将在Pro/E环境下建立的动作单元的三维实体模型导入到ADAMS环境中,接着在ADAMS中对导入的模型进行了调整,建立了动作单元动力学仿真模型,实现了动作单元在在水平井管道中的动力学仿真,获得了重要的仿真数据,为以后的优化设计提供了数据。在对动作单元关键部件优化设计时,首先建立了动作单元导向销和前部弹簧的数学模型,接着用MATLAB优化工具编程对动作单元离合器导向销和弹簧参数进行了优化,得到了优化结果。通过优化设计,调整了离合器导向销的结构,减小了弹簧的体积,从而改善了动作单元的性能;然后对驱动轮进行有限元分析,根据他们的应力分布情况改进结构,完成驱动轮的结构改进,改善了牵引机器人的结构性能。