针对现有液压挖掘机工作方式中存在大量的无效动作而影响挖掘效率的问题,采用TRIZ理论分析现有液压挖掘机的技术冲突,构建一对冲突特征参数,利用矛盾矩阵,获得对应的发明原理解,运用最优原理解设计了一种复合铲斗机构。通过对创新设计前后工作循环时间的对比分析,从理论层面验证了该创新设计能提高挖掘效率。最后,建立复合铲斗机构的数学模型,在MATLAB进行运动学仿真,验证了复合铲斗在工作过程中不会发生干涉。研究结果表明,基于TRIZ的液压挖掘机挖掘装置创新设计方案具有较高的可行性,提高了液压挖掘机的挖掘效率。