(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211040490.9 (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 江苏徐工 工程机械研究院有限公司 地址 221004 江苏省徐州市经济技 术开发 区驮蓝山路26号 (72)发明人 杨中梁　黄建华　杨增杰　 (74)专利代理 机构 中国贸促会专利商标事务所 有限公司 1 1038 专利代理师 张靖靖 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 30/27(2020.01) F16H 21/10(2006.01)G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 多联四杆机构的设计方法和多联四杆机构 (57)摘要 本发明涉及一种多联四杆机构的设计方法 和多联四杆机构， 其中， 多联四杆机构的设计方 法包括确定与多联四杆机构相关的待优化点并 根据待优化点建立设计变量矩阵S， 以及设定目 标参数， 确定目标参数的最优解， 并且根据目标 参数的最优解计算设计变量矩阵S 的最优解。 多 联四杆机构是采用上述多联四杆机构的设计方 法进行设计而得到的。 本发明选取多联四杆机构 中的待优化点来进行计算， 可以大大减少多 联四 杆机构的设计过程中耗费的人力物力， 提高多 联 四杆机构的设计效率， 并且通过设置更换的目标 参数， 可实现根据不同的设计目标对多联四杆机 构进行设计， 对降低多联四杆机构 的设计成本、 提高多联四杆机构的工作性能有显著意 义。 权利要求书4页 说明书15页 附图5页 CN 115391948 A 2022.11.25 CN 115391948 A 1.一种多联四杆机构的设计方法， 其特 征在于， 包括： 确定与多联四杆机构相关的待优化 点， 并根据所述待优化 点建立设计 变量矩阵S； 设定目标参数， 确定所述目标参数的最优解； 和 根据所述目标参数的最优解计算所述设计 变量矩阵S的最优解。 2.根据权利要求1所述的多联四杆机构的设计方法， 其特征在于， 所述多联四杆机构被 配置为驱动负载作业单元进行作业， 确定与多联四杆机构相关的待优化点， 并根据所述待 优化点建立设计 变量矩阵S的操作包括： 保留所述多联四杆机构的预设特 征， 得到所述多联四杆机构的简化模型； 取所述负载作业单元的预设点以及在所述简化模型处于收缩状态时所述简化模型中 具有相对运动关系的铰接点作为待优化 点； 和 在所述简化模型处于收缩状态时， 以所述待优化 点的坐标为变量建立设计 变量矩阵S： 其中， i表示所述待优化 点的个数。 3.根据权利要求2所述的多联四杆机构的设计方法， 其特征在于， 设定目标参数， 确定 所述目标参数的最优解的操作包括： 给所述设计变量矩阵S赋初始值， 并根据 所述设计变量矩阵S的初始值计算得到预设参 数的初始值； 结合所述预设参数的初始值确定所述多联四杆机构的可 行域； 根据所述可 行域计算所述目标参数的可 行解； 和 对所述目标参数的可 行解进行分析并确定所述目标参数的最优解。 4.根据权利要求3所述的多联四杆机构的设计方法， 其特征在于， 还包括： 若所述目标 参数的可行解不存在或所述目标参数的可行解不在预设范围内， 则对所述多联四杆机构的 可行域进行修 正。 5.根据权利要求3所述的多联四杆机构的设计方法， 其特征在于， 所述多联四杆机构被 配置为连接于作业车(1)和负载作业单元之间， 所述多联四杆机构用于驱动所述负载作业 单元进行作业， 在水平方向上， 所述负载作业单元包括远离所述作业车(1)设置的作业端 口， 所述作业端口用于吸入和/或排出工作介质， 其中， 所述作业车(1)的质心为A 点， 所述多 联四杆机构和所述负载作业单元的整体质心 为B点， 所述作业车(1)的前轮圆心 为O点， 所述 作业端口的出 口平面圆心为P点， 结合所述预设参数 的初始值确定所述多联四杆机构的可 行域的操作包括： 确定控制系数α， 对所述设计 变量矩阵S的阈值进行限定： Smin＝(1‑α )*S≤S≤Smax＝(1+α )*S 其中， Smin和Smax分别表示所述设计 变量矩阵S的下限值和上限值； 提供所述简化模型中归属于 同一四连杆组的三个铰接点U点、 V点和W点， 使所述U点和 所述V点之间的距离LUV、 所述U点和所述W点之间的距离LUW、 所述V点和所述W点之间的距离权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115391948 A 2LVW满足三角不 等式： 其中， M为大于1的常数； 在水平方向上， 所述负载作业单元伸展到最大作业距离时， 使所述作业车(1)的质量MA、 所述多联四杆机构和所述负载作业单元的整体质量MB、 所述O点和所述A点之间的水平距离 LOA1、 所述O点和所述B点之间的水平 距离LOB1之间满足以下关系： 其中， N0为大于或等于1.5的常数； 在水平方向上， 所述负载作业单元伸展到最小作业距离时， 使所述作业端口的出口平 面直径D、 所述O点和所述P点之间的水平 距离LOP1之间满足以下关系： 其中， N1为大于或等于2的常数； 在竖直方向上， 所述负载作业单元伸展到最大作业深度时， 使所述O点和所述P点之间 的竖直距离LOP2与预设值 L0之间满足以下关系： 其中， N2为大于或等于1的常数， 预设值L0为设计要求的所述O点和所述P点之间的竖直 距离； 在水平方向上， 所述负载作业单元伸展到最大作业距离时， 使所述作业端口的出口平 面与水平面之间的夹角的余角 θ1、 水平标称角 θ01之间满足以下关系： 其中， N3和N4均为大于或等于1的常数， 所述水平标称角 θ01的值为根据所述设计变量矩 阵S的初始值计算得到的所述作业端口 的出口平面与水平面之间的夹角的余角的初始值； 在竖直方向上， 所述负载作业单元伸展到最大作业深度时， 使所述作业端口的出口平 面与水平面之间的夹角的余角 θ2、 竖直标称角 θ02之间满足以下关系： 其中， N5和N6均为大于或等于1的常数， 竖直标称角 θ02的值为通过所述设计变量矩阵S的 初始值计算得到的所述作业端口 的出口平面与水平面之间的夹角的余角的初始值。 6.根据权利要求5所述的多联四杆机构的设计方法， 其特 征在于， 还 包括： 若所述目标参数的可 行解不存在， 则对所述控制系数α 的值进行修 正； 若所述目标参数的可行解不在预设范围内， 则对所述 常数M、 N0、 N1、 N2、 N3、 N4、 N5和N6的值权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115391948 A 3