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ZLJ4000D型钻机自身机架仅可纵向移动，工作空间受到了一定的限制，如要进行全方位钻探必须挪动整机，其机架设计方案需要改进；卡盘是钻机中夹紧钻杆的装置，在实际工作过程中，大扭矩情况下出现了钻杆滑动现象，导致钻杆磨损，需要重新设计。本文以钻机这两方面问题为对象，研究应用TRIZ理论进行钻机创新设计的方法。论文通过应用TRIZ矛盾矩阵法对钻机工作空间问题进行分析，应用物-场分析法对钻杆磨损问题进行了分析，分别得到了相应的解决方案，并对最终方案确定的结构形式分别进行了结构设计和强度分析。