在进行挖掘机设计的时,挖掘轨迹的优劣,直接影响着挖掘机的生产效率。因此,挖掘轨迹是一个重要的研究内容。如何找到挖掘机优化的挖掘轨迹,提高挖掘机的工作性能,有着非常现实的意义。以现场测试获得的数据为基础,建立工作机构运动学模型,还原出离散的斗尖运动轨迹点。将斗杆的回转中心定在推压齿轮中心的模型为定点法模型,将斗杆齿条节线与推压齿轮分度圆的切点为斗杆的回转中心的模型为动点法模型。动点法模型比定点法模型还原的斗尖轨迹更准确,为优化轨迹的分析提供了更好的基础条件。挖掘过程中的视频传感器受到干扰大,不易安装等特点,只能以电机的参数来确定挖掘过程。通过研究发现提升电机的电枢电压和电枢电流对挖掘过程有很好的指示作用。因此,根据提升电机电枢电流和电枢电压的变化来分离出挖掘过程段的挖掘轨迹,对挖掘过程段挖掘轨迹进行主要分析。对数螺旋线轨迹在工程实际中有应用最广,使用最方便的优点,论文以对数螺旋线为拟合函数对挖掘过程段的斗尖的离散点轨迹进行拟合,得到30个样本对应的30条对数螺旋线。得到斗尖的30条对数螺旋线挖掘轨迹后,根据斗内土壤体积最大,挖掘时间合理以及斗内土壤单位质量能耗最小三条判断准则,求出最优挖掘轨迹：首先,利用测得数据求得斗内土壤体积。对斗杆铲斗部件进行平面运动分析,求得斗杆铲斗部件的加速度与角加速度。根据达朗贝尔原理列出斗杆铲斗部件的动力学方程,去除回转运动产生的回转惯性力对提升力的影响,求得样本中出斗时刻到卸斗时刻之间的各个样本点对应的斗内土壤体积,运用专业知识综合分析求得该次挖掘的斗内土壤体积。利用挖掘能量消耗和斗内土壤体积成正相关的判断方法,验证了求得斗内土壤体积的准确性。选取出30个样本中斗内土壤体积在额定斗容附近的18个样本进行下一步分析。其次,从18个样本的挖掘过程中可以看出,绝大多数样本的挖掘时间都在9～12s范围内,符合挖掘时间合理的要求。再次,求出18个样本在挖掘过程中提升和推压电机的总能耗,除以该样本的斗内土壤质量得到斗内土壤单位质量能耗,去掉能耗过高的6个样本,将剩下12个样本按照对数螺旋线的k值不同优化成两条最优轨迹：p=10.81e0.3975ψ和p=9.45e0.975ψ。其斗内土壤单位质量能耗分别为0.0945kJ/kg和0.0981kJ/kg。