针对目前硬岩掘进施工遇到的岩爆问题,设计了一套用于替代目前人工清渣、能较好地在狭窄工作空间内进行较大范围工作的6自由度自动挖掘设备。具体设计为在传统挖掘机械的基础上增加了两段伸缩臂结构以及回转臂结构,通过对机械臂进行运动学建模设置各杆长及各关节变量。该设计克服了可操作空间狭小和对前期支撑隧道的支护工字钢的保护问题,扩展了在狭窄空间中传统挖掘装备的工作空间。文中阐述了挖掘设备整体结构以及运动学建模过程,利用蒙特卡罗法在随机数应用中的特点对此设备的工作空间进行了仿真,同时对其关节参数进行了反解求证,得出的结果符合预期关节可操作范围。该清渣装置较高地提升了清理岩爆带来的石渣的工作效率,可减少硬岩隧道掘进的施工成本。