挖掘机反铲装置配置油缸经常工作在复杂冲击载荷下，故障出现频率极高。其中油缸具有系列多、专用性强的特点，当配置油缸出现故障需维修或更换时，必须选取专用的油缸来进行替换修复，而这种修复方法通常费时费力。针对这一现象，本文通过铲斗油缸与斗杆油缸互换来达到缩短油缸维修时间的目的，主要从以下几个方面对反铲装置开展了相关研究：（1）以斗容为0.21m3的小型挖掘机的反铲装置为研究对象。通过对挖掘机的挖掘方式、挖掘力、挖掘阻力、油缸的作用力和作用行程、等基本问题的研究，建立了实现铲斗油缸与斗杆油缸互换的反铲装置优化新模型。（2）基于机器人运动学分析理论，分别对原反铲装置和优化后的反铲装置进行建模。通过分析其中各关节转角与速度及加速度的关系，结合建立的D-H参数表通过数值仿真求解各自工作空间。通过对比分析，最终验证了优化后模型在作业范围方面满足设计要求。（3）通过对比原反铲装置模型与优化后反铲装置模型的动力学仿真结果，最终验证了优化后模型在力学方面满足设计要求。综上，本文主要从油缸作用力、作用行程及整机作业范围着眼，通过对反铲装置进行优化设计以实现铲斗油缸与斗杆油缸互换。