挖掘机是重要的工程机械之一，可连续高效的工作，对于减轻劳动强度，提高劳动效率起了很大的作用，被广泛用于建筑、化工、水利、矿山等部门，是工程建设项目中不可缺少的施工工具。随着人类活动领域的拓展，实际工程中对工作环境的要求越来越高，同时对人的作业环境的要求也更加严格，于是在应用领域中存在的一些问题也愈来愈不容忽略。然而，国内现有的挖掘机基本上采用人工操作方式，因此进行挖掘机的自动化、智能化研究，利用挖掘机器人替代人进行自主作业显得非常必要而紧迫。近年来，机器人学、电子技术、控制技术、计算机技术、人工智能等相关学科和技术的发展为挖掘机的自动化、智能化研究展现了广阔的前景。通过挖掘机机器人模型的建立，可以得出挖掘机工作装置的运动学和动力学方程以及工作轨迹，然后利用计算机控制技术、传感技术、智能控制等技术设计出一套针对挖掘机的智能化控制系统，利用计算机对其进行离线编程编程控制。这将大大改善挖掘机在轨迹规划以及动力学等方面的性能，较好地实现挖掘机自动化、智能化作业。 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。主要涉及以下几方面内容： (1)挖掘机器人模型的建立。根据机器人模型的建立方法，结合实验室WS-005机械式挖掘机的结构及运动过程分析，建立挖掘机器人模型。 (2)挖掘机器人的运动学分析及轨迹规划。根据建立的机器人模型，求出了运动公式。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。结合模型，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结果。 (4)挖掘机器人控制系统的设计。根据得出的机器人动力学方程，可以很容易的求出机器人的控制算法。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。