液压挖掘机作为当代工程建设的主力军,在抢险救灾、施工建设等领域发挥着重要作用。针对传统挖掘机操作的不足以及时代智能化的发展趋势,对挖掘机进行智能化研究,成为工程机械行业的研究热点。作为挖掘机智能化发展的关键部分,挖掘机工作装置的轨迹规划显得尤为重要。本文以挖掘机工作装置为研究对象,为实现工作装置铲斗齿尖良好的运动轨迹为研究目的,对工作装置铲斗齿尖的运动轨迹规划策略进行研究分析,本文主要研究内容如下所示:针对工作装置的结构,采用D-H建模的方法搭建数学模型。根据运动学原理和几何解析法,推导出工作装置的位姿空间、行程空间与关节空间的映射关系。采用雅可比矩阵描述笛卡尔速度空间与关节空间的联系。对于铲斗齿尖轨迹规划问题,运用三次插值函数、五次插值函数和NURBS曲线对单次地面整平作业进行了关节空间的轨迹规划。以单周期挖掘沟渠为作业模型,对三次插值函数采用粒子群优化算法,以关节冲击最小化和时间最优为综合优化目标建立优化模型,得到了综合优化后的关节空间规划曲线。由采取不同的权重系数,得到了侧重点不同的优化模型。挖掘作业时,本文将挖掘介质按照均匀介质类和非均匀介质类进行处理,对挖掘阶段的齿尖轨迹规划进行研究分析。根据积分原理,采用积分法对挖掘介质量进行实时计算。针对非均匀介质,搭建不同目标数量避障规划的数学模型,以规划轨迹长度L和挖掘介质体积V为综合优化目标,采用粒子群算法进行优化分析,得到了符合期望的关节空间规划轨迹,对优化模型调整权重系数,得到了不同的优化模型。针对工作装置液压缸行程空间的研究,本文采用AMEsim与MATLAB/Simulink搭建工作装置电液系统的联合仿真模型,在MATLAB/Simulink控制系统中输入相应的行程空间位移曲线,对搭建的联合模型进行仿真,验证了模型的准确性。