进入二十一世纪以来，我国社会主义现代化建设事业取得了长足进步，基础设施建设进入了高速发展的历史时期。国家基础建设的发展，促进了国内岩土钻掘装备的快速更新与完善。轻型大扭矩全液压岩土钻机是目前岩土钻掘装备中较为新兴的工程设备，国内对该类型钻机的国产化率不高，设备性能和核心技术尚未完全掌握，研究还不完善。论文以轻型大扭矩全液压岩土钻机钻进稳定性为对象，针对钻机大扭矩输出对钻机钻进稳定性的影响和要求，对钻机钻进工况条件下新型结构和系统、结构优化以及性能评价方面进行研究，采用理论计算和实验研究相结合的分析方法，以提高钻机钻进稳定性，对同类型钻机的研究具有重要的理论意义和工程意义。本文主要研究内容包括以下几点：(1)根据施工工况对钻机履带底盘钻进稳定性的要求，研制一种可进行非平面有限角度转向的新型摆动式液压履带底盘。通过对新型摆动式液压履带底盘每侧履带的单独控制，使钻机能根据两侧接触面的沉降而自动调整各侧履带的角度，提高钻机作业时的稳定性。新型摆动式液压履带底盘在不需要将两侧履带调平的条件下可以进行非平面有限角度转向，可使钻机以钻进姿态转向调整，提高稳定性和施工作业效率。建立液压底盘非平面有限角度转向的数学模型，通过理论计算，分析影响钻机液压底盘非平面有限角度转向性能的主要因素，实验研究验证底盘非平面有限角度转向的性能。(2)以钻机立面调桅机构为研究对象，设计一种钻桅双检测纠偏自动控制系统，不仅解决轻型岩土钻机以往手动调整相对繁琐的问题，而且利用双传感器检测的方法也解决同类型钻机中单传感器检测系统不能完全确定钻桅姿态的问题。以钻机立面调桅机构受力分析为基础研究双检测纠偏自动控制系统，建立双检测纠偏自动控制系统控制策略以及能够满足钻桅钻进稳定性的纠偏控制算法，以仿真与实验验证该方法的有效性。(3)以钻桅振动为研究对象，研究提高钻进施工时钻桅稳定性的方法。通过钻桅自由振动特性和移动振动载荷作用的理论分析与仿真研究，基于钻桅固有振动性能和实际工况振动响应性能进行结构优化。建立易于计算的简化模型，以截面参数为结构优化变量，推导等截面与变截面的优化公式，探寻提高钻桅振动性能的方法。分析移动振动载荷作用下钻桅的振动形式，结合仿真对钻进振动条件钻桅的危险截面进行分析，以液压振动装置模拟实际移动振动载荷实验验证研究方法的有效性。(4)根据实际钻进工况对钻进性能评价的需要，以真实工况样本为基础，结合理论评价方法得到可操作的评价数值。针对坝体修复中对钻进性能的较高要求，提出了一种大扭矩钻机定点钻孔钻进性能的评价方法，该方法解决以往仅凭经验对钻机评定方法的不足，以实际钻进的实验验证该方法的可行性。