挖掘轨迹的优劣,直接影响着挖掘机的性能和生产效率。大型矿用挖掘机的运行环境、载荷特点具有很强的随机性和不确定性,主要表现：挖掘的土壤性质呈随机性,挖掘机工作的边界条件具有不确定性,操作的随机性和挖掘过程是不可逆的物理过程等几个方面,是解决设计的源头问题,是建立自己设计体系和挖掘理论的依据,所以列为国家863子课题(2012AA062001)进行研究。而斗杆部件的随机振动也关系着斗杆部件的工作时的稳定性,疲劳和寿命。因此,挖掘轨迹和斗杆部件随机振动问题都是重要的研究内容。如何找到挖掘机优化的挖掘轨迹,探究斗杆部件的振动规律,对提高挖掘机的工作性能,有着非常现实的意义和理论意义。以WK35型号挖掘机为代表,以其现场剥离挖掘测试的数据为基础,建立工作机构运动学模型,以测试数据的286个样本中工作周期为45秒的17个样本和33秒的13个样本为计算条件,还原出离散的斗尖运动轨迹点,并计算每个样本在挖掘过程中所有的速度与力能参数,并存入指定的表格中。然后根据出斗时斗内土壤体积符合斗容要求,挖掘时间合理以及斗内土壤单位体积能耗最小为依据,筛选出同时符合该三个判据的样本,45秒样本有6个,33秒样本有4个。最终绘制出两组共10个样本的实际轨迹,根据轨迹的形状与位置对经过筛选的样本进行重整与分组,最终分别得到3条最优轨迹：45秒的样本组两条最优轨迹分别为ρ=11.16e03375θ和ρ=11.30e0.276θ；33秒样本1条最优轨迹为ρ=11.018e0.245θ。针对大型挖掘机工作时斗杆部件的随机振动问题,以受到随机因素的激励和系统的参数本身就是随机的情况,建立动力响应的模型,计算出动力响应。为实现规范、准确、快捷的实现计算挖掘机工作过程中重要参数和最优挖掘轨迹设计开发了软件系统。软件系统可计算出切向与法向挖掘阻力,消耗能量,后角,物料体积等过程量以及具有代表性的最优轨迹的功能,同时可以绘制曲线与存储中间与最终计算结果的功能,达到提高工作效率和缩短设计周期的目的。