[发明专利]一种装载机工作连杆机构优化设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种装载机工作连杆机构优化设计方法，包括以下步骤：步骤a、根据初始结构的各点的坐标创建工作连杆的线框模型；步骤b、设置油缸参数，将工作连杆机构的性能限制转化为约束函数，并设置约束函数的优化区间；步骤c、设置优化目标数量与权重系数，选取设计变量和约束函数，根据实际需要选择优化目标数量；步骤d、根据目标的重要程度设置权重系数的大小，选取对目标有影响关系的约束函数以及设计变量，运行计算后查看仿真结果。本发明还公开一种装载机工作连杆机构优化设计系统。本发明的一种装载机工作连杆机构优化设计方法及系统，能够提高装载机工作连杆机构性能计算参数化程度，方便对多个性能参数进行同步优化计算。

技术领域

本发明涉及一种装载机工作连杆机构优化设计方法及系统，属于工程机械装载机技术领域。

背景技术

装载机工作连杆机构在装载机设计中显得尤为重要，工作连杆系统是装载机传递力与运动到机具的机构，其结构性能对装载机的整机性能、工作可靠性、节能性、作业效率和安全性都有重要的影响。工作连杆机构性能包括掘起力，对物料的举升能力，卸载能力，连杆机构效率以及决定连杆机构性能的连杆间的夹角。目前国内对工作装置性能计算的方法有很多种，包括运用动力学软件，语言编程等，但是一般都针对单个性能的设计优化，其中方便易用，参数化程度普遍较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够提高装载机工作连杆机构性能计算参数化程度，方便对多个性能参数进行同步优化计算的装载机工作连杆机构优化设计方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种装载机工作连杆机构优化设计方法，包括以下步骤：

步骤a、根据初始结构的各点的坐标创建工作连杆的线框模型；

步骤b、设置油缸参数，将工作连杆机构的性能限制转化为约束函数，并设置约束函数的优化区间；

步骤c、设置优化目标数量与权重系数，选取设计变量和约束函数，根据实际需要选择优化目标数量；

步骤d、根据目标的重要程度设置权重系数的大小，选取对目标有影响关系的约束函数以及设计变量，运行计算后查看仿真结果。

步骤a中，装载机工作连杆机构的9个铰接点分别为动臂下铰接点—A(X₁，Y₁)，铲斗与拉杆铰接点B(X₂，Y₂)，摇臂与拉杆铰接点—C(X₃，Y₃)，动臂与摇臂铰接点—D(X₄，Y₄)，翻斗油缸与摇臂铰接点—E(X₅，Y₅)，动臂与动臂油缸铰接点—F(X₆，Y₆)，摇臂油缸与前车架铰接点—G(X₇，Y₇)，动臂油缸与前车架下铰接点—H(X₈，Y₈)，动臂上铰点与前车架上铰接点—I(X₉，Y₉)，以及表示铲斗切削刃的两个点a，a'，前轮中心点O。

步骤a中，铲斗用四个点a，a'，A，B创建的四边形来代替，拉杆用两个点B，C组成的线段代替，摇臂用C，D，E，组成的折线代替，动臂用A，F，I，D组成的四边形代替，前车架用H，I，G组成的三角形代替，动臂油缸用两个点F，H组成的两个线段代替，翻斗油缸用E，G组成的两个线段代替，前轮与地面的接触点为O。

步骤b中，油缸参数包括油缸尺寸参数和油缸运动参数，油缸尺寸参数和油缸运动参数分别为FDG_S：翻斗缸在地面位置收斗时走过的行程；Sys_Pre：系统压力；FDG_D：翻斗缸大腔直径；DBG_D：动臂缸大腔直径；DBG_L：动臂缸最小安装距离；DBG_S：铲斗从地面掘起位置升到最高位置时的动臂缸行程。