本发明公开一种基于气缸和变径滚筒的挖掘机动臂势能节能装置及方法，适用于挖掘机使用。包括势能储备装置以及液压系统；势能储备装置包括利用支架同轴设置的大滚筒和减速器小齿轮，以及同轴设置的减速器大齿轮与变径滚筒，其中减速器大齿轮与小减速器齿轮相互咬合，大滚筒上通过缠绕的细钢丝绳与设置在动臂上的拉杆连接，拉杆与细钢丝绳需要保证在动臂升降过程中细钢丝绳不与挖掘机其它部分接触且拉力变化尽量小，变径滚筒通过粗钢丝绳连接有气缸，所述粗钢丝绳与气缸的活塞杆连接，气缸通过管路连接有气瓶。结构简单、实施方便、成本低，不需要额外添加液压元件和电动控制系统，避免混合动力单元复杂的能量转换和传递环节。