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摘要：本发明公开了一种液压反铲挖掘机工作装置设计方法，本方法采用分阶段设计的方式，以设计目标损失最小化为目标函数，通过改进黏菌算法进行自动化搜索，达到工作装置设计的目的。本方法采用无反馈过程、最优领导者策略以及麻雀引领搜索策略改进标准黏菌算法，提高算法的搜索精度，减少总体设计误差。以改进黏菌算法为优化搜索算法，以设计目标损失最小化为目标函数，构建反铲液压挖掘机工作装置设计模型。该设计模型无需尺寸参数为已知参数，便可进行尺寸参数的自动化搜索，实现了以工作性能确定挖掘机工作装置尺寸参数的设计，解决了挖掘机工作装置设计流程需先确定尺寸参数后进行工作性能评估的问题，极大缩短了设计周期。

主权项：1.一种液压反铲挖掘机工作装置设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：整体尺寸设计阶段1根据设计要求获取设计目标，包括最大挖掘深度h1、最大挖掘高度h2、最大挖掘半径r1、最大卸载高度h3、动臂与斗杆长度之比K、动臂转角范围Δθ1、斗杆转角范围Δθ2、铲斗转角范围Δθ3，以h1、h2、r1、h3为目标函数目标值，后续改进黏菌算法利用下式计算误差值即适应度值： 式中：Yi为第i个设计目标参数的设计目标值，即Y1、Y2、Y3、Y4分别为h1、h2、r1、h3；yi为利用整体尺寸设计阶段数学模型计算得到的对应参数的预测值；2设置黏菌算法参数，包括最大迭代次数T、种群数N、麻雀搜索算法SSA搜索次数阈值TS、调节系数m，设置变量动臂与转台铰接点到转台回转中心的水平距离Bx、动臂与转台铰接点到水平地面的垂直距离By、动臂长度L1、斗杆长度L2、铲斗长度L3、动臂最小转角θ1min、动臂最大转角θ1max、斗杆最小转角θ2min、斗杆最大转角θ2max、铲斗最小转角θ3min、铲斗最大转角θ3max的边界条件，结果如下式所示：lbi≤xi≤ubi1≤i≤11式中：ubi、lbi为第i个变量xi的自定义的上、下界，其中x＝[Bx,By,L1,L2,L3,θ1min,θ1max,θ2min,θ2max,θ3min,θ3max]；3取设计变量x＝[Bx,By,L1,L3,θ1min,θ2max,θ3max]，根据下式更新设计变量L1、θ1min、θ2max、θ3max的上、下界： 式中：ub、lb为对应设计变量的新上界、新下界；lb0、lb1、lb2、lb3分别为L1、θ1min、θ2max、θ3max的原下界；ub0、ub1、ub2、ub3分别为L1、θ1min、θ2max、θ3max的原上界；LB0、LB1、LB2、LB3分别为L2、θ1max、θ2min、θ3min的下界；UB0、UB1、UB2、UB3分别为L2、θ1max、θ2min、θ3min的上界；4运行改进黏菌算法，利用其进行设计变量的自动化搜索；算法运行结束后获取设计变量设计值，而后根据以下公式获取变量L2、θ1max、θ2min、θ3min的设计值；最后输出该设计阶段全部设计值Bx、By、L1、L2、L3、θ1min、θ1max、θ2min、θ2max、θ3min、θ3max，后进行下一阶段设计； 步骤二：动臂、斗杆转角设计阶段1以整体尺寸设计阶段设计值L1为已知参数，以整体尺寸设计阶段θ1min、θ1max、θ2min、θ2max设计值为目标函数目标值，后续改进黏菌算法利用下式计算误差值即适应度值： 式中：Yi为第i个设计目标参数的设计目标值，即Y1、Y2、Y3、Y4分别为θ1min、θ1max、θ2min、θ2max；yi为利用动臂、斗杆转角设计阶段数学模型计算得到的对应参数的预测值；2设置黏菌算法参数，包括最大迭代次数T、种群数N、麻雀搜索算法SSA搜索次数阈值TS、调节系数m，设置变量铰接点A、B连线长度AB、铰接点D、E连线长度DE、铰接点E、F连线长度EF、铰接点连线OA、AB夹角∠OAB、铰接点连线BE、BC夹角∠CBE、铰接点连线BE、CE夹角∠BEC、铰接点连线CE、DE夹角∠CED、铰接点连线EF、EI夹角∠FEI、动臂液压缸最短安装距离ACmin、动臂液压缸最长安装距离ACmax、斗杆液压缸最短安装距离DFmin、斗杆液压缸最长安装距离DFmax的边界条件，结果如下式所示：lbi≤xi≤ubi1≤i≤12式中：ubi、lbi为第i个变量xi的自定义的上、下界，其中x＝[AB,DE,EF,∠OAB,∠CBE,∠BEC,∠CED,∠FEI,ACmin,ACmax,DFmin,DFmax]。3取设计变量x＝[AB,DE,EF,∠OAB,∠CBE,∠BEC,∠CED,∠FEI,ACmin,ACmax,DFmin,DFmax]，在计算过程中应保证设计变量满足下式约束： 4运行改进黏菌算法，利用其进行设计变量的自动化搜索；算法运行结束后获取设计变量设计值并输出该设计阶段全部设计值AB、DE、EF、∠OAB、∠CBE、∠BEC、∠CED、∠FEI、ACmin、ACmax、DFmin、DFmax，后进行下一阶段设计；步骤三：铲斗转角设计阶段1以整体尺寸设计阶段设计值L2以及动臂、斗杆转角设计阶段设计值EF、∠FEI为已知参数，以整体尺寸设计阶段θ3min、θ3max设计值为目标函数目标值，后续改进黏菌算法利用下式计算误差值即适应度值： 式中：Yi为第i个设计目标参数的设计目标值，即Y1、Y2分别为θ3min、θ3max；yi为利用铲斗转角设计阶段数学模型计算得到的对应参数的预测值；2设置黏菌算法参数，包括最大迭代次数T、种群数N、SSA搜索次数阈值TS、调节系数m；设置变量铰接点H、I连线长度HI、铰接点G、I连线长度GI、铰接点H、K连线长度HK、铰接点K、J连线长度KJ、铰接点I、J连线长度IJ、铰接点连线EI、HI夹角∠EIH、铰接点连线FI、GI夹角∠FIG、铰接点连线IJ、IL夹角∠JIL、铲斗液压缸最短安装距离GKmin、铲斗液压缸最长安装距离GKmax的边界条件，结果如下式所示：lbi≤xi≤ubi1≤i≤10式中：ubi、lbi为第i个变量xi的自定义的上、下界，其中x＝[HI,GI,HK,KJ,IJ,∠EIH,∠FIG,∠JIL,GKmin,GKmax]；3取设计变量x＝[HI,GI,HK,KJ,IJ,∠EIH,∠FIG,∠JIL,GKmin,GKmax]，在计算过程中应保证设计变量满足下式约束，除此之外，还应保证不发生干涉： 4运行改进黏菌算法，利用其进行设计变量的自动化搜索；算法运行结束后获取设计变量设计值并输出该设计阶段全部设计值HI、GI、HK、KJ、IJ、∠EIH、∠FIG、∠JIL、GKmin、GKmax，后结束设计。

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