液压隧道凿岩台车作为当前日益普及的大型隧道开挖设备,因其施工效率高、成孔质量好、作业环境舒适和安全性有保证等优点,有逐步取代传统手持式气动凿岩机的趋势。钻臂为液压凿岩机提供支撑平台,并且进行移动定位,这就要求钻臂具有惯性小、移动灵活、工作时抗振能力强,针对这些要求,论文对钻臂进行了轻量化设计和振动特性研究。具体工作内容如下：运用机器人运动学理论对钻臂进行了运动学建模,利用数值和图解法求解该模型得到了钻臂作业覆盖面,并根据隧道断面尺寸对钻臂机构尺寸进行优化。通过ADAMS建立了钻臂刚性虚拟样机。对各典型工况进行了力学仿真分析,得到各关节受力情况,并利用参数化方法优化了前后变幅油缸的铰点位置。构建后臂和伸缩臂有限元模型,进行钻臂全工况强度分析,得到钻臂轻量化优化设计方案。建立锁紧状态的钻臂刚柔耦合虚拟样机,进行振动特性频域分析。结果表明钻臂低频段固有频率远离凿岩冲击反力基频,钻臂不会发生共振破坏。研究了推进器振动规律,优化了减振橡胶顶盘结构,有效抑制了钻臂振动。最后,对某型凿岩台车进行了现场试验分析,验证了理论的正确性。论文研究为液压凿岩台车钻臂动态性能优化提供了一定的理论和技术基础,对国内液压凿岩台车及相关行业有借鉴作用。