挖掘机械是工程建设项目中不可缺少的施工设备，是国家重要基础建设项目的有力保证。一个国家生产和使用挖掘机械的能力，在一定程度上体现了一个国家工程建设能力和重工业的发展水平。因此，研究挖掘机工作过程的动力学特征，为挖掘机的设计生产及工作过程控制提供依据，具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以WS-005挖掘机试验台为对象，研究了挖掘过程系统动力学特征和挖掘轨迹的规划等问题，并设计出挖掘过程自动控制系统硬件。 本文在综合分析了挖掘机器人研究的历史和现状后，针对本实验室要建立挖掘机器人智能化实验平台需要解决的问题，进行了系统深入地研究分析，主要完成以下工作： (1)根据机器人理论，结合实验室WS-005挖掘机的结构及运动过程分析，建立挖掘机器人模型。 (2)根据机器人运动学理论，导出了铲斗齿尖轨迹的计算公式。结合工程机械作业特点，探讨了轨迹规划的方法，并给出了一次挖掘过程中的规划结果。 (3)挖掘机器人的动力学分析以及计算机仿真。运用拉格朗日法求出挖掘机器人的动力学方程。并分析了在一次挖掘过程中所受的外力，进而给出了该过程中动力学计算结果。 (4)挖掘机器人控制系统的设计。从监控系统得到的数据，经工控机编写的控制算法求出各种工况下的控制数据，然后由PLC控制系统以及模拟量输出系统对机器人进行具体控制。 本课题是国家985课题攻关项目的一部分--对挖掘机进行的改造，达到挖掘机的智能化、自动化。通过以上工作的研究，详细的分析了机械部分的动力学以及运动学，并对控制系统进行了设计。本论文达到了预期的目的，为系统的控制做好了充分的准备。