鉴于大型工程机械在生产实际中发挥着越来越重要的作用,本文以一种12杆3自由度大型正铲液压挖掘机为研究对象,对工作装置进行运动学分析及优化设计。为该机构的深入研究提供了理论依据。首先,利用制图软件对正铲液压挖掘机进行建模,基于D-H法对工作装置进行运动学分析得到其主要工作参数。然后将建立好的三维模型导入ADAMS软件中,为其添加合适的约束以及对应的驱动函数后对工作装置进行运动学仿真,得到其主要工作参数及挖掘区域包络图。将仿真值与理论分析值进行对比,验证了理论分析的正确性。然后,以工作装置的铰点位置参数为设计变量,以斗杆以及铲斗液压缸单独挖掘所需提供驱动力为优化目标函数,再添加适当的约束函数后,基于MATLAB遗传算法工具箱对正铲液压挖掘机工作装置进行优化设计,经过几代遗传之后,得到优化后的设计变量。最后,根据优化后的铰点位置参数利用三维软件对正铲液压挖掘机工作装置进行三维建模,再基于ADAMS仿真分析软件对工作装置进行运动学分析,得到工作装置优化后的挖掘区域包络图以及它的主要工作参数。基于MATLAB分析软件对斗杆单独挖掘工况以及铲斗单独挖掘工况液压缸所需提供驱动力进行仿真分析,分析对比图形和数据可以得到优化后的液压缸所需提供驱动力减小,挖掘机工作装置优化后的性能得到了很好的提高。