为了满足核设施退役过程中工程机械研发的需求,本项目组研发了能在放射性环境下正常作业的履带式防辐射挖掘机。核设施退役现场地形复杂,因此要求其具备优良的直线行驶性、平稳性、运动可靠性和良好的越障、避障能力。本文以履带式防辐射挖掘机行走系统为研究对象,采用理论分析、数值模拟与实验验证相结合的方法,对履带式防辐射挖掘机直线行驶及越障性能进行了深入研究。对履带式防辐射挖掘机的设计方案进行了简要介绍,说明了本文研究对象履带式防辐射挖掘机是基于SWE210型挖掘机(以下简称“原机”)基础上研发的;分析了质心偏移对履带式防辐射挖掘机及其原机接地比压的影响,并对行驶阻力、牵引力和直线跑偏进行了理论分析与计算;通过对履带式防辐射挖掘机两典型工况下的越障过程进行理论分析,获得了其顺利攀爬台阶的最大高度为555mm,跨越沟槽的最大长度为1721mm。基于多体系统动力学建模理论,综合运用Pro/E和Recur Dyn建立了履带式防辐射挖掘机及其原机的虚拟样机模型,通过定义不同路况模型,建立了直线行驶、攀爬台阶、跨越沟槽和组合地形越障等动力学模型。对履带式防辐射挖掘机及其原机进行直线行驶仿真,获得了对应机型的接地比压、行驶阻力、牵引力和直线跑偏规律;对原机进行直线跑偏实验,通过处理实验数据,得到了原机直线跑偏规律,实验结果与仿真结果一致,验证了原机虚拟样机模型的正确性,证明本文建立的履带式防辐射挖掘机虚拟样机模型的正确性。基于正确的履带式防辐射挖掘机虚拟样机模型,通过改变模型的质心位置和速度驱动大小对其进行攀爬台阶和跨越沟槽两种工况进行仿真,得到了质心偏移与行驶速度对挖掘机攀爬台阶和跨越沟槽能力的影响规律;对极端工况(顺利攀爬551mm高度台阶障碍、跨越长度1625mm沟槽障碍)和组合地形工况越障过程进行了仿真分析,结果表明履带式防辐射挖掘机具有良好越障能力。本文通过履带式防辐射挖掘机直线行驶与越障性能的研究,验证了该挖掘机具备良好的行驶通过性能,也为后续行走系统的可靠性分析及结构优化提供了理论基础。