目前，伸缩机构被广泛应用于农业、工业与国防兵器等行业中。但由于大型气动驱动伸缩机构自身的局限性，不具备广泛应用的条件。在伸缩机构驱动技术中，由于气动技术具有节能、无污染、高效、可靠等一系列的优点，得到了快速的发展。所以，在追求人和自然和谐发展的今天，对气动技术进行研究，并且大力发展与推广，无疑具有非常重要的工程意义与现实意义。本文基于气动技术研制了伸缩杆系统，该系统具有高效、清洁、无污染等一系列特点，符合我国可持续发展的基本国策。　　本文主要工作包括以下几个部分：　　1.伸缩杆系统设计。本文详细介绍了伸缩筒、回收系统、控制系统、气缸及气泵等部件结构、工作原理与功能。　　2.伸缩杆驱动原理研究和伸展过程的数值模拟。首先，本文详细阐述了气容放气过程基本特性：气体流动特性、参考状态参数、气体通过喷嘴的流动特性等，并且基于能量方程，建立了气体质量流量特性方程，同时建立了伸缩杆系统模型，推导出气缸的放气方程与伸缩杆的充气方程，运用MATLAB软件进行仿真计算；其次，利用 Fluent软件建立了一个伸缩杆系统等效模型，对伸缩杆伸展过程进行计算流体力学数值模拟，得到气缸放气过程中气缸内与伸缩杆内的压力场变化情况，并且将仿真结果与MATLAB计算结果、实际时间三者进行对比。结果表明，实际时间介于MATLAB计算结果与仿真结果之间，且三者的差距很小。　　3.基于路面不平度随机激励的伸缩杆系统数值模拟与结构优化。这个部分包括：1）伸缩杆系统的随机振动分析。利用ANSYS Workbench软件建立了伸缩杆结构模型，通过对其进行随机振动分析，来研究不同工况对伸缩杆性能的影响；2）伸缩杆结构优化后数值模拟和对比。伸缩杆结构优化的目标是减少伸缩杆的质量，故以第一节伸缩筒的后限位套长度作为设计变量，将第二节至第十三节伸缩筒的前止环2和后限位套的尺寸与第一节伸缩筒的后限位套尺寸建立一定的数量关系，利用ANSYS Workbench软件来进行优化仿真，并且将优化前后所得到的随机振动分析结果进行比较。