锚杆支护是煤矿巷道经济、有效的支护形式，代表了煤矿巷道支护技术的主要发展方向。论文针对煤矿巷道掘进过程中支护效率低下问题，研发了能与掘进机配套作业的双臂窄体履带式钻锚机（以下简称“钻锚机”）。结合钻锚机数字化研发过程，运用理论分析、静动态仿真分析以及试验分析的研究方法，不仅成功的解决了钻锚机关键技术设计及整机系统动态特性的关键问题，完成了该产品的优化设计，而且丰富和发展了煤矿钻锚设备的设计理论，对钻锚设备的现代化数字设计具有重要的理论和实际指导意义。　　论文在集成优化设计方法的基础上，通过对钻锚机机械结构、液压系统以及电气系统的总体研究，重点根据钻锚机实际作业的特点，对工作装置末端执行器的运动轨迹及钻锚机关键部件的强度进行了深入分析，实现了钻锚机整机的创新性设计与集成。随后，在建立钻具—煤岩非线性动力学模型及确定煤岩弹塑脆性本构模型的基础上，通过钻进过程的仿真研究，得出了锚杆钻头在旋转钻进过程中孔底煤岩应力变化，钻孔能量变化以及钻头动态响应特征，实现了与钻进工作对象的集成建模。钻进仿真结果为动力学特性研究中载荷参数的确定奠定了基础。　　钻锚机的动态特性研究包括结构动力学研究与多体动力学研究。　　在结构动力学研究中，采用Laplace小波相关滤波法与经验模式分解(EMD)相结合的方法，对钻锚机钻臂的模态参数进行了有效提取。利用试验模态分析的主模态参数在低频段较为可靠的特性，应用寻优方法对钻臂有限元模型进行修正，提高了有限元建模的精度。在此基础上，对钻锚机钻臂进行有限元动态仿真及谐响应分析，确定了钻臂的模态参数，深入分析了钻锚机钻臂的结构动力学特性，并提出钻臂的改进方案，修正了钻臂的薄弱环节。　　在多体动力学研究中，论文建立了钻锚机钻进执行机构的运动学及动力学模型，对钻锚机工作装置进行了多体动力学仿真研究，深入分析了拖板作为柔性件的刚柔耦合动力学特性，并在此基础上联合液压控制系统进行了钻进工况的机液耦合仿真。实现了拖板结构的优化，全面考察了钻锚机工作装置在外部激励载荷作用下的机械结构及液压系统动态特性。　　论文最后针对钻锚机的整体性能、液压特性以及实际工作可靠性等展开试验研究。试验分为室内试验与现场工业性试验两部分，包括应用煤矿坑道钻机性能检测试验台对钻锚机进行了全面的测试，并在陕西黄陵二号煤矿进行了现场工业性试验。试验结果验证了钻锚机样机的性能，检验了动态特性研究的成果，也为下一步的改进提供了可靠的试验数据。