CN105041781B - 一种具有不规则末端缓冲机构液压缸的仿真实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有不规则末端缓冲机构液压缸的仿真实现方法，属于液压系统仿真技术领域，包括：一：确定每个缓冲阶段的节流面积；二：建立缓冲折算模块；三：建立完整的带有末端缓冲结构的液压缸的模型；包括液压缸、位移传感器、缓冲折算模块和可调节流阀；位移传感器采集液压缸中活塞的位移信号，同时位移传感器将输入的位移信号参数传递给缓冲折算模块，缓冲折算模块判断液压缸所处的阶段并计算各个阶段的输出信号传递给可调节流阀，进行节流；四：对完整的带有末端缓冲结构的液压缸模型的缓冲结构各参数进行优化设计。优点在于，简洁易行，对于难以直接建立数学模型的不规则末端缓冲机构，方便快捷的建立其完整数学模型。
Description
技术领域
本发明涉及液压系统仿真技术领域，尤其涉及一种具有不规则末端缓冲机构液压缸的仿真实现方法。
背景技术
液压设计人员通过对液压系统进行仿真，有助于对液压系统的性能进行预先了解，通过优化设计参数，使得液压系统设计更为合理，降低液压系统设计成本和缩短开发周期。
液压系统中，液压缓冲器(shock absorber)的作用是在工作过程中防止硬性碰撞导致机构损坏，降低液压缸运动方向改变时的噪声，其基本原理是依靠液压阻尼对作用在其上的物体进行缓冲减速至停止，在起重运输、电梯、冶金、港口机械、铁道车辆、航空等领域广泛采用。
在实际应用中，液压缸的缓冲装置几何外形多种多样、性能不一，设计人员需根据实际需求设置相应的外形参数，所以需要对液压缸的缓冲装置进行仿真优化设计。针对具有不规则末端缓冲机构的液压缸，若采用一般的仿真方法，需要通过繁杂的数学推导建立复杂的数学模型，过程极为繁琐，且不利于对结构参数的优化调试。
发明内容
本发明的目的在于，在较为成熟和常见的液压仿真软件AMESim(AdvancedModeling Environment for performing Simulation of engineering systems)中，利用AMESim仿真软件提供的标准模块和自编模块，针对具有不规则末端缓冲机构的液压缸，建立简单的数学仿真模型，优化设计各种缓冲结构参数，提出了一种具有不规则末端缓冲机构的液压缸的仿真实现方法。
液压缸采用具有三个斜切面的缓冲柱塞作为不规则末端缓冲机构，包括：缸体，活塞杆，活塞，节流环和末端缓冲柱塞；
活塞与活塞杆相连接处为活塞内缓冲孔，活塞内缓冲孔开口端套接1个节流环，节流环上留有1个开口，开口截面为矩形。
末端缓冲柱塞采用圆筒状缓冲柱塞，同时与液压缸出油口相连；末端缓冲柱塞外表面分为缓冲柱塞斜切面和缓冲柱塞圆柱面；缓冲柱塞斜切面有三个，沿圆周均匀分布于末端缓冲柱塞的前端，起始位置为斜切面起始点E所在的曲线；末端缓冲柱塞的后端为缓冲柱塞圆柱面，缓冲柱塞圆柱面与缓冲柱塞斜切面相交位置为圆柱面起始点F所在的曲线；末端缓冲柱塞内部为柱塞排油内孔。
活塞的整个缓冲运动过程分为三个阶段：
第一阶段为无缓冲阶段；当活塞运动到末端缓冲柱塞的缓冲柱塞斜切面之前，液压缸工作在一般模式，缓冲机构不产生节流缓冲效应。
第二阶段为斜切面节流缓冲阶段；活塞从缓冲柱塞斜切面继续移动后，开始产生节流效应，当活塞移动到缓冲柱塞斜切面与缓冲柱塞圆柱面相交的位置时，末端缓冲柱塞进入活塞内缓冲孔时，缓冲发生。缓冲柱塞斜切面和活塞内孔壁间形成缓冲间隙；液压油通过缓冲间隙和节流环上的开口流出液压缸出油口。
缓冲切面面积为缓冲间隙的切面积和节流环开口的面积之和，随着活塞的继续推进，缓冲间隙越来越小，缓冲切面面积也越来越小，节流缓冲效果逐渐明显。
第三阶段为固定间隙节流缓冲阶段。当活塞从缓冲柱塞斜切面与缓冲柱塞圆柱面相交的位置继续移动到缓冲柱塞圆柱面后，缓冲过渡到固定间隙缓冲阶段，缓冲腔的液压油通过节流环开口处流出，即缓冲切面面积固定，此时缓冲效果明显。
针对具有不规则末端缓冲机构的液压缸的缓冲仿真实现方法，分为以下几个步骤：
步骤一：确定每个缓冲阶段的节流面积；
第一阶段，不涉及缓冲，采用标准液压缸的模型即可。
第二阶段，末端缓冲柱塞在斜切面处移动时的变截面节流缓冲；
缓冲切面面积为缓冲间隙的切面积和节流环开口的面积；
缓冲切面面积Sx的计算公式如下：
Sx＝6Sx1+Sx2 (1)
其中：Sx1为缓冲间隙的切面积；Sx2为节流环上开口形成的节流面积；
节流环上开口形成的节流面积Sx2，计算如下：
Sx2＝WH (2)
其中：W为节流环缝隙宽度；H为节流环缝隙高度；
缓冲间隙的切面积Sx1，计算如下：
D为末端缓冲柱塞的直径；θ为末端缓冲柱塞剖面图中，斜切面与圆弧面的交点偏离中心线的角度，lx为末端缓冲柱塞剖面图中，斜切面与圆弧面的交点偏离中心线的距离；hx为斜切面剖切最深处的值，hx＝l·tan(α)；l为缓冲柱塞斜切面段的长度；α为缓冲柱塞斜切面的倾角；
第三阶段，固定间隙节流缓冲。
此阶段的节流面积S'x为：
S'x＝Sx2＝WH (4)
步骤二：建立缓冲折算模块；
步骤201、绘制缓冲折算模块的图标；
利用AMESim平台，绘制缓冲折算模块的图标为Cushion，将缓冲折算模块绘制成两个接口，并将接口定义为信号接口。
步骤202、定义缓冲折算模块的参数；
缓冲折算模块参数分为三大类，(1)、接口参数，与其它模块交互的参数；(2)、内部参数，仅缓冲折算模块内部运算过程中可能使用的参数，视为运算的中间结果；(3)、可调整参数，指缓冲折算模块建立好后，用户使用时可设定其具体数值的参数。
步骤203、根据接口参数，判断液压缸所处的阶段并计算该阶段输出的信号值；
若处于第一阶段，即不涉及缓冲，则输出信号为1。
若处于第二阶段，则缓冲有效节流面积为S＝Sx，计算节流阀直径和输出信号值，公式如下：
u＝d/vd
其中：d为折算等效节流阀直径；
vd为完整模型中采用的基准节流阀直径；
u为输出信号；
若处于第三阶段，固定间隙节流缓冲阶段，则缓冲有效节流面积为S＝S'x，根据以下公式计算其输出信号值；
u＝d/vd
步骤三：建立完整的带有末端缓冲结构的液压缸的模型；
利用AMESim提供的标准模块，搭建完整的带有末端缓冲结构的液压缸模型，包括液压缸、位移传感器、缓冲折算模块和可调节流阀。
位移传感器连接液压缸，采集液压缸中活塞的位移信号，同时位移传感器将输入的位移信号参数传递给缓冲折算模块，缓冲折算模块判断液压缸所处的阶段并计算各个阶段的输出信号传递给可调节流阀，进行节流。
步骤四：对缓冲结构各参数进行优化设计；
将步骤三搭建好完整的仿真模型连接到液压系统中，对缓冲机构的几何参数进行参数调试和优化设计。
本发明的优点在于：
1)、一种具有不规则末端缓冲机构液压缸的仿真实现方法，简洁易行，尤其对于难以直接建立数学模型的不规则末端缓冲机构来说，在确认其关键环节和核心影响因素后，忽略次要因素，能很方便快捷的建立其完整数学模型。
2)、一种具有不规则末端缓冲机构液压缸的仿真实现方法，借助了AMESim成熟的仿真平台，除了能提升数学模型的准确性外，也非常方便将建立的数学模型封装成AMESim的标准模块，与其它成熟的液压元件模块组成复杂液压系统模型，便捷的实现复杂系统的仿真。
3)、一种具有不规则末端缓冲机构液压缸的仿真实现方法，部分套用AMESim标准模块，简化了建模难度，提高建模效率。
4)、一种具有不规则末端缓冲机构液压缸的仿真实现方法，建立好的仿真模型，也具有AMESim标准模块的友好人机交互界面，能很方便对缓冲机构的重要参数进行调整，能观察到非常全面的仿真结果，极大方便设计人员进行参数优化。
附图说明
图1为本发明具有不规则末端缓冲机构的液压缸的结构示意图；
图2为本发明液压缸缓冲时各腔体示意图；
图3为本发明液压缸末端缓冲柱塞结构图；
图4为本发明液压缸中节流环结构图；
图5为本发明液压缸节流环尺寸示意图；
图6为本发明末端缓冲柱塞的尺寸示意图；
图7为本发明具有不规则末端缓冲机构的液压缸的方法流程图；
图8为本发明缓冲折算模块的图标；
图9为本发明液压缸的整体模型；
图10为本发明缓冲折算模块的参数设置界面图；
图11为本发明液压缸缓冲仿真结果的速度-时间曲线图；
图12为本发明建立AMESim的缓冲折算模块的流程图。
1-缸体；2-活塞杆；3-活塞；4-节流环；5-活塞内缓冲孔；6-末端缓冲柱塞；7-柱塞排油内孔；8-缓冲柱塞斜切面；9-缓冲柱塞圆柱面；10-斜切面起始点E；11-圆柱面起始点F；12-工作腔；13-缓冲腔；14-液压缸出油口；15-缓冲间隙；
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
常见的液压缸中，末端缓冲柱塞形状有圆柱状、圆锥状或台阶状等，缓冲时流场中的压力分布较为清晰；本发明所提出的具有不规则末端缓冲机构的液压缸，是与常见形状的末端缓冲柱塞相对的液压缸，不规则的形状由于形状的特殊性，其对流场的影响，难以直接采用当下流体力学理论，进行准确分析和严谨数学描述，流场中的压力分布规律不明，直接建立数学模型非常困难。
本发明不规则末端缓冲机构的液压缸，采用具有三个斜切面的缓冲柱塞作为不规则末端缓冲机构，整体结构如图1所示，包括：缸体1，活塞杆2，活塞3，节流环4和末端缓冲柱塞6；
活塞3工作时将缸体1分为工作腔12和缓冲腔13，活塞3与活塞杆2相连接处为活塞内缓冲孔5，活塞内缓冲孔5开口端套接1个节流环4，如图4所示，节流环4上留有1个开口；开口截面为矩形。
末端缓冲柱塞6如图3所示，采用圆筒状缓冲柱塞与液压缸出油口14相连；末端缓冲柱塞6外表面分为缓冲柱塞斜切面8和缓冲柱塞圆柱面9；缓冲柱塞斜切面8有三个，位于末端缓冲柱塞6的前端，与节流环4相对，末端缓冲柱塞6的剖面图中，缓冲柱塞斜切面的起始位置为斜切面起始点E10；斜切面起始点E10位于缓冲柱塞斜切面8与末端缓冲柱塞6相交的圆弧线上；三个缓冲柱塞斜切面8沿末端缓冲柱塞6的圆周均匀分布，末端缓冲柱塞6的后端为缓冲柱塞圆柱面9，圆柱面起始点F11位于缓冲柱塞圆柱面9与缓冲柱塞斜切面8相交的曲线上；末端缓冲柱塞6内部为柱塞排油内孔7。
活塞3的整个运动过程分为三个缓冲阶段：
第一阶段为无缓冲阶段；活塞3沿着活塞移动方向移动，本发明中设置从右向左的方向为活塞移动方向；当活塞3运动到末端缓冲柱塞6的缓冲柱塞斜切面8之前，即末端缓冲柱塞6未进入活塞3上的活塞内缓冲孔5时，液压缸工作在一般模式，液压油直接从柱塞排油内孔7流出，缓冲机构不产生节流缓冲效应。
第二阶段为斜切面变截面节流缓冲阶段；如图2所示，随着活塞杆2的推进，活塞3从末端缓冲柱塞6的缓冲柱塞斜切面8继续移动后，开始产生节流效应，当活塞3移动到使得末端缓冲柱塞6进入活塞内缓冲孔5时，缓冲发生。直至活塞3运动到缓冲柱塞圆柱面9之前；缓冲柱塞斜切面8和活塞3内孔壁间形成3个缓冲间隙15；液压油推动活塞3继续向左运动，活塞3挤压缓冲腔13的液压油，液压油通过缓冲间隙15和节流环4上的开口流入排油腔，排油腔即活塞缓冲内孔5和柱塞排油内孔7套接在一起形成的腔，排油腔的液压油通过孔道流出液压缸出油口14。此时缓冲切面面积为缓冲间隙15的切面积和节流环4开口的面积之和，随着活塞3的继续推进，缓冲间隙15越来越小，缓冲切面面积也越来越小，节流缓冲效果逐渐明显。
第三阶段为固定间隙节流缓冲阶段。随着活塞杆2的位移继续增加，当活塞3从缓冲柱塞圆柱面9继续移动后，缓冲过渡到固定间隙缓冲阶段，缓冲腔13的液压油只能通过节流环4开口处流出，即缓冲切面面积固定，此时缓冲效果明显。
在每个阶段，液压缸相应的数学模型不同。
一种具有不规则末端缓冲机构液压缸的仿真实现方法，用较为简洁的方法实现对复杂缓冲过程的仿真，借用较为成熟和常见的液压仿真软件AMESim中的AMESet二次开发功能。通过对缓冲机构的分析，去繁从简，着眼于其中关键因素，建立相应的数学模型，并在AMESet中将其封装为AMESim标准模块，从而建立具有不规则末端缓冲机构的液压缸仿真模型，利用仿真结果实现对各种缓冲结构参数的优化设计。
针对具有不规则末端缓冲机构的液压缸的缓冲仿真实现方法，如图7所示，分为以下几个步骤：
步骤一、确定每个缓冲阶段的节流面积；
针对末端缓冲柱塞6在液压缸中的三个阶段，分别计算每个阶段的节流面积；
第一阶段，不涉及缓冲，采用标准液压缸的模型即可。
第二阶段，末端缓冲柱塞6在斜切面处移动时的变截面节流缓冲；
缓冲切面面积为缓冲间隙15的切面积和节流环4开口的面积；
缓冲切面面积Sx的计算公式如下：
Sx＝6Sx1+Sx2 (1)
其中：Sx为第二阶段缓冲切面的节流面积；Sx1为缓冲间隙的切面积；Sx2为节流环上开口形成的节流面积；
节流环上开口形成的节流面积Sx2为固定值，计算如下：
Sx2＝WH (2)
其中：如图5所示，W为节流环缝隙宽度；H为节流环缝隙高度；
缓冲间隙的切面积Sx1，也就是横截面上斜切面与节流环间缝隙形成的节流面积，计算如下：
D为末端缓冲柱塞的直径；θ为末端缓冲柱塞剖面图中，斜切面与圆弧面的交点偏离中心线的角度，lx为末端缓冲柱塞剖面图中，斜切面与圆弧面的交点偏离中心线的距离；hx为斜切面剖切最深处的值，hx＝l·tan(α)；如图6所示，l为缓冲柱塞斜切面段的长度；α为缓冲柱塞斜切面的倾角；
第三阶段，固定间隙节流缓冲。
此阶段的节流面积S'x为：
S'x＝Sx2＝WH (4)
步骤二、建立AMESim的缓冲折算模块；
LMS Imagine.Lab AMESim为多学科领域复杂系统建模仿真平台。根据步骤一分析的结果，定义接口，编写算法代码，在AMESim平台中建立缓冲折算模块，能与AMESim平台中其它标准模块兼容，一起进行联合仿真，基本功能是将有效面积折算成节流阀直径。
如图12所示，可分为三个步骤：
步骤201、绘制缓冲折算模块的图标；
利用AMESim平台AMESet中提供的模块开发环境，绘制缓冲折算模块的图标，如图8所示，缓冲折算模块的图标为Cushion，将缓冲折算模块绘制成两个接口，并将接口定义为信号接口。
步骤202、定义缓冲折算模块的参数；
缓冲折算模块参数分为三大类，(1)、接口参数，与其它模块交互的参数；包括：输出信号参数和输入的位移信号参数；(2)、内部参数，仅缓冲折算模块内部运算过程中可能使用的参数，视为运算的中间结果；包括：缓冲间隙的切面积Sx1参数、节流环上开口形成的节流面积Sx2参数和对应角度参数；(3)、可调整参数，指缓冲折算模块建立好后，用户使用时可设定其具体数值的参数。包括：液压缸行程参数，缓冲行程参数，缓冲柱塞斜切面的倾角(α)参数，节流环缝隙宽度(W)参数，末端缓冲柱塞半径(D/2)参数，节流环缝隙高度(H)参数，缓冲柱塞斜切面段的长度(l)参数和基准节流阀直径参数；
缓冲折算模块中具体涉及的参数归纳如下表：
表1参数设定对照表
步骤203、根据输入的位移信号参数X，判断液压缸所处的阶段并计算该阶段输出的信号值；
若处于第一阶段，即不涉及缓冲，则输出信号为1。
若处于第二阶段，则缓冲有效节流面积为S＝Sx，计算节流阀直径和输出信号值，公式如下：
u＝d/vd
其中：d为折算等效节流阀直径；
vd为完整模型中采用的基准节流阀直径；
u为输出信号；
若处于第三阶段，固定间隙节流缓冲阶段，则缓冲有效节流面积为S＝S'x，根据以下公式计算其输出信号值；
u＝d/vd
其中：d为折算等效节流阀直径；
vd为完整模型中采用的基准节流阀直径；
u为输出信号；
步骤三、建立完整的带有末端缓冲结构的液压缸的模型；
利用AMESim提供的标准模块，搭建完整的带有末端缓冲结构的液压缸模型，如图9所示，包括液压缸、位移传感器、缓冲折算模块和可调节流阀。
基本原理为：位移传感器采集液压缸中活塞的位移信号，将输入的位移信号参数X传递给缓冲折算模块，缓冲折算模块判断液压缸所处的阶段并计算各个阶段的输出信号传递给可调节流阀，进行节流。
步骤四、对缓冲结构各参数进行优化设计；
将步骤三搭建好完整的仿真模型连接到液压系统中，对缓冲机构的几何参数进行参数调试和优化设计。如图10所示，为可调整的量，下表为其参数对照表：
表2几何参数对照表
图11为仿真得出的速度—时间曲线，分析此曲线，并不断调整上述参数，以获得最优的节流效果，非常方便设计人员对缓冲结构进行优化设计。
液压缓冲机构中，影响节流的因素为：缓冲初速度，缓冲末速度，缓冲突变以及缓冲过程中速度变化的快慢；
如图11所示，缓冲的初始速度由工作环境决定，缓冲初始速度在0.03m/s左右；缓冲的末速度由节流面积Sx2决定，缓冲的末速度为0.01m/s左右；
液压缓冲机构缓冲开始时，速度有一个突变，突变越小则缓冲越平稳；
节流面积Sx1决定缓冲开始时转换过程是否平稳，Sx1越大，则转换过程越平稳，本发明中是速度突然下降，Sx1随行程的变化趋势则影响速度的变化趋势，如果Sx1随行程的变化而变化得越大，则速度下降的越快，从图中表现为速度曲线倾角越大；
速度变化的快慢也是影响缓冲机构节流的一个因素，Sx1的变化趋势由图6中缓冲柱塞斜切面的倾角α和缓冲柱塞斜切面段的长度l决定，α越大，Sx1变化越快，l越大，Sx1变化越大。
根据上述规律调整缓冲结构的参数，以获得适合需求的最优缓冲效果。
本发明所述的不规则末端缓冲机构并不仅仅局限于上述具有三个斜切面的缓冲柱塞，其它相类似的不规则缓冲机构能达到本发明的效果的，均包含在本发明的范围之内。
Claims (1)
1.一种具有不规则末端缓冲机构的液压缸的仿真实现方法，基于一种不规则末端缓冲机构液压缸，所述液压缸包括：活塞杆，活塞，节流环和末端缓冲柱塞；活塞杆与活塞连接端内部具有活塞内缓冲孔，活塞内缓冲孔开口端套接1个节流环，节流环上留有1个开口，开口截面为矩形；末端缓冲柱塞与液压缸出油口连通；末端缓冲柱塞外表面分为缓冲柱塞斜切面和缓冲柱塞圆柱面；缓冲柱塞斜切面有三个，沿圆周均匀分布于末端缓冲柱塞的前端，末端缓冲柱塞的后端为缓冲柱塞圆柱面，末端缓冲柱塞内部为柱塞排油内孔；
所述仿真实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：确定每个缓冲阶段的节流面积；
活塞的整个缓冲运动过程分为三个阶段：
第一阶段为无缓冲阶段；当活塞运动到末端缓冲柱塞的缓冲柱塞斜切面之前，液压缸工作在一般模式，缓冲机构不产生节流缓冲效应；采用标准液压缸的模型；
第二阶段为斜切面节流缓冲阶段；活塞从缓冲柱塞斜切面继续移动，直至运动到位于缓冲柱塞圆柱面与缓冲柱塞斜切面相交的位置之前，末端缓冲柱塞进入活塞内缓冲孔时，缓冲发生；
缓冲切面面积为缓冲间隙的切面积和节流环上开口形成的节流面积之和，
缓冲切面面积Sx的计算公式如下：
Sx＝6Sx1+Sx2 (1)
其中：Sx1为缓冲间隙的切面积；Sx2为节流环上开口形成的节流面积；
节流环上开口形成的节流面积Sx2，计算如下：
Sx2＝WH (2)
其中：W为节流环缝隙宽度；H为节流环缝隙高度；
所述的缓冲间隙是指缓冲柱塞斜切面和活塞内缓冲孔的孔壁间形成的间隙；液压油通过缓冲间隙和节流环上的开口流出液压缸出油口；
缓冲间隙的切面积Sx1，计算如下：
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D为末端缓冲柱塞的直径；θ为末端缓冲柱塞最前端的端面中，斜切面与圆弧面的交点偏离所述端面竖直中心线的角度，lx为末端缓冲柱塞最前端的端面中，斜切面与圆弧面的交点偏离所述端面竖直中心线的距离；hx为斜切面剖切最深处的值；hx＝l·tan(α)；l为缓冲柱塞斜切面段的长度；α为缓冲柱塞斜切面的倾角；
第三阶段为固定间隙节流缓冲阶段；当活塞从缓冲柱塞圆柱面与缓冲柱塞斜切面相交处继续移动，缓冲过渡到固定间隙缓冲阶段，活塞工作时将缸体分为工作腔和缓冲腔，缓冲腔的液压油通过节流环开口处流出，即缓冲切面面积固定，节流面积S'x为：
S'x＝Sx2＝WH (4)
步骤二：建立缓冲折算模块；
步骤201、绘制缓冲折算模块的图标；
利用AMESim平台，绘制缓冲折算模块的图标为Cushion，将缓冲折算模块绘制成两个接口，并将接口定义为信号接口；
步骤202、定义缓冲折算模块的参数；
缓冲折算模块参数分为：接口参数、内部参数和可调整参数；
步骤203、根据接口参数，判断液压缸所处的阶段并计算该阶段输出的信号值；
若处于第一阶段，输出信号为1；
若处于第二阶段，则缓冲有效节流面积为S＝Sx，计算节流阀直径和输出信号值，公式如下：
<mrow>
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u＝d/vd
其中：d为折算等效节流阀直径；
vd为完整模型中采用的基准节流阀直径；
u为输出信号；
若处于第三阶段，缓冲有效节流面积为S＝S'x，根据以下公式计算其输出信号值；
<mrow>
<mi>d</mi>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
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<mi>W</mi>
<mi>H</mi>
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<mi>&pi;</mi>
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u＝d/vd
步骤三：建立完整的带有不规则末端缓冲机构的液压缸模型；
完整的带有不规则末端缓冲机构的液压缸模型，包括液压缸、位移传感器、缓冲折算模块和可调节流阀；
位移传感器连接液压缸，采集液压缸中活塞的位移信号，同时位移传感器将输入的位移信号参数传递给缓冲折算模块，缓冲折算模块判断液压缸所处的阶段并计算各个阶段的输出信号值传递给可调节流阀，进行节流；
步骤四：对完整的带有不规则末端缓冲机构的液压缸模型的缓冲机构各参数进行优化设计。
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