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将铲运机装载作业部分处理成机械手模型系统，通过对装载过程中作用在机械手末端执行器－－铲斗切削边缘的作用力分析及轨迹分析，定义了最小能耗轨迹，通过运动学分析，找到了最小能耗轨迹。铲斗跟随上轨迹，系统消耗能量最小，生产效率更高。最小能耗轨迹对铲运机总体参数设计、工作装置设计、轨迹规划及操作控制方法确定等具有重要的理论和实际意义。