抓草机主要用来铲、装、卸、运土和石料一类散状物料，抓草机也可以对岩石、硬土进行轻度铲掘作用。抓草机如果换不同的工作装置，还可以完成推土、起重、装卸其他物料的工作。抓草机在公路施工中主要用于路基工程的填挖，沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。由于抓草机具有作业速度快，机动性好，操作轻便等优点，因而抓草机发展很快成为土石方施工中的主要机械。 快换装置作为多功能装载机的关 键部件，可使装载机快速换用多种机具，实现一机多用，节约成本，提高工作效率。随着近几年来国际经济和基础建设的迅猛发展，装载机快换装置应用越来越广， 作用越来越大，同时对其要求也越来越高。新型方便快捷、安全可靠、可更换多种机具的快换装置的研发将是装载机行业发展的必然趋势。 本文在查阅相关的国内外装载机快换装置资料的基础上，明确了六种典型工作装置受力工况并阐述了外载荷及对称载荷工况时机具及快换装置受力情况的计算方法。 在全面调研国内外装载机快换装置，综合对比分析国内外装载机快换装置的基础上，确定了装载机快换装置的设计方案为支架为四铰点、挂钩挂接、销轴锁紧的液控 式快换装置。 综合考虑快换装置的强度、几何外形、运动、可靠性约束，以传力比为目标函数建立装载机快换装置的数学模型，以Z30E型装载机为例，应用MATLAB 优化工具箱中的fmincon函数对装载机快换装置的铰点位置进行优化设计，得到优化前后受力较大两点的力随铰点位置的变化曲线及优化后各铰点应力随铰点 位置的变化曲线，分析约束函数对目标函数造成的影响。根据优化所得铰点位置尺寸，应用solidworks软件建立带快换装置工作装置的三维模型，并进行 仿真分析，得到优化前后受力较大两点随时间的变化曲线，从曲线可看出铲掘联合工况和卸载工况均为危险工况，对其进行结构有限元分析，运行后得到应力和位移 分布云图，经验证满足要求，进而为快换装置的优化设计提供了理论依据。