破拆机器人作为一种新型工程机械应用范围非常广泛,不但能满足一般作业的需求,在高危场所更具有不可替代的优势。工程中破拆机器人臂系液压系统动态响应特性决定了整机的作业稳定性和作业效率。目前臂系液压控制系统的性能已成为破拆机器人整机性能提升的最关键因素,然而实际上很少从机械与液压耦合的角度对臂系进行设计研究。为此建立液固耦合模型并在此基础上,设计性能优良且能满足各种工况要求的破拆机器人臂系液压控制系统是非常有理论意义和工程应用价值的。本文在综合破拆机器人自身特点及国内外研究现状的基础上,采用AMESim软件搭建位移反馈的闭环LS阀前补偿负载敏感系统建立破拆机器人仿真模型。它具有功率自适应节能降耗且流量未饱和状态下各臂联合动作相互无影响的特点,另外闭环控制可实现自我修正位姿与以往开环控制相比具有更高控制精度和操作稳定性。机器人臂系动作由4个转动和1个平移运动组成,各动作均由液压缸驱动,采用AMESim平面机构库建立臂系模型即满足仿真需求,又避免多软件联合仿真的诸多限制。最后通过仿真和实验对比验证模型的正确性和方案设计与优化设计的合理性。由此可得论文主要研究工作和成果如下:(1)完成臂系机械液压系统联合建模。采用AMESim平面机构库建立了臂系机械系统模型,HCD库建立了臂系液压系统模型并完成联合。通过仿真初步确认整个联合仿真系统建模的正确性;(2)完成臂系机械液压系统联合仿真静动态分析。通过单臂动作、多臂动作、拆除平衡阀及各工况负载模拟动力学仿真验证了臂系液压系统系统作业性能;(3)完成臂系液压系统能耗分析与优化。通过功率分析提出平衡阀节能及双液压缸节能设计方案,通过仿真泵输出功率利用率提升10%以上;(4)完成臂系液压系统工程实验。对试验样机各臂油缸进行伸缩实验,测量各臂位移、各油缸压力与泵输出压力通过对比验证仿真模型的正确性。