凿岩台车作为钻爆法施工的关键设备,其凿岩效率和工作装置定位精度直接影响成孔质量和爆破效果。研究工作装置运动学及定位误差,对改善凿岩台车定位精度,减少隧道断面超挖、欠挖,降低施工成本具有重大意义。本文以TAMROCK某型号凿岩台车工作装置为研究对象,针对工作装置运动学分析、车体定位、轨迹规划、定位误差标定进行了系统的理论推导、定量演算以及仿真分析。首先运用SOLIDWORKS建立工作装置的三维实体模型,采用D-H方法建立了工作装置的运动学方程,通过MATLAB仿真求解实现了计算结果与三维模型实测数据的对比验证;通过坐标变换推导出车体坐标系对隧道断面坐标系的坐标变换矩阵,实现了车体的精准定位;针对几种典型轨迹规划曲线类型进行了仿真分析及对比,为工作装置轨迹规划的设计和选型提供了依据。针对工作装置的钻臂和推进梁,本文分别采用当量惯性矩法和截面形心惯性矩法计算出其不同状态下的挠度和转角,进行挠性变形分析;采用微分矩阵法对工作装置零部件结构制造和检测误差引起的位姿误差进行误差建模,得到钎杆末端相对于钻臂基座的误差矩阵与极限工况下的误差变化曲线,求解分析了工作装置于隧道断面的误差分布情况,对比分析了工作装置各杆件对钎杆末端定位误差的影响,对工作装置零部件的设计及加工制造具有很好的指导作用。本文最后建立了工作装置虚拟样机模型,基于ANSYS生成钻臂三节臂的MNF中性文件,运用ADAMS和ANSYS进行联合仿真,建立工作装置刚柔耦合动力学模型进行运动学仿真及定位误差分析,选取某定位工况为例,得到钎杆末端位移误差曲线,分析了钻臂柔性体对凿岩台车定位精度的影响。