液压挖掘机作为一种用途广泛的工程机械,已经在土石方工程及矿山开采等各类施工现场成为不可或缺的一员。改革开放以来,随着国家各类政策和战略的实施,各种工程建设也同步开展,挖掘机作为重要的施工机械,其需求量不断上升,同时对其施工质量和效率的要求也越来越高。近年来,科技水平不断向前发展,各种新技术也不断应用于工程机械上,挖掘机向智能化方向发展也成为一大趋势,而目前国内外市场上能够实现自动挖掘的机型非常罕见,因此,有必要对其作业时的特性进行研究,为其实现智能化提供依据。本文以实现反铲液压挖掘机平面轨迹规划及自动挖掘为目标,首先建立了反铲液压挖掘机工作装置的运动学及动力学模型,并对工作装置在平面挖掘工况下进行仿真,分析其运动学及动力学特性;然后对缩微实物模型进行改造,并编写上位机位姿实时显示及控制软件;最后通过实验验证了该方案的合理性和可行性,进一步地将挖掘机智能化技术推向实用。具体内容如下:分别利用D-H坐标变换法和拉格朗日法建立反铲液压挖掘机工作装置的运动学及动力学模型,得到反铲液压挖掘机工作装置位姿与液压缸长度的转换关系,获得工作装置受力情况。根据挖掘机工作装置运动学逆运算提出一种平面挖掘轨迹规划方法,在Pro/E中建立反铲液压挖掘机工作装置模型后导入ADAMS中进行仿真,验证了提出的平面挖掘轨迹规划方法和三维模型的正确性,并获得了挖掘机在平面挖掘工况下的运动学及动力学规律。对反铲液压挖掘机缩微实物模型进行改造,并编写上位机实时显示及自动控制软件。详细介绍了反铲液压挖掘机实现自动平面挖掘的控制思路及原理。通过在缩微实物模型及其上位机软件上进行实验,验证了该方案的可行性及软件合理性,为挖掘机智能化技术走向实际应用提供依据和参考。