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龙图腾网获悉南京航空航天大学申请的专利一种基于地面桁架模型的平面刚体导引机构自动生成方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119623039B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411678389.5，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种基于地面桁架模型的平面刚体导引机构自动生成方法是由印寅;宋羽;梁涛涛;魏海烽;魏小辉;聂宏;王奎力设计研发完成，并于2024-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于地面桁架模型的平面刚体导引机构自动生成方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于地面桁架模型的平面刚体导引机构自动生成方法，包括：规划末端执行器运动轨迹，划分设计域初始化地面桁架模型；确定模型内驱动杆的运动形式，在末端执行器添加载荷，初始化移动渐近线的迭代参数；计算模型内应变能并进行运动学分析，计算目标函数值；将目标函数和设计变量输入至优化器中构造拉格朗日对偶问题并分析计算，获得优化变量更新后的参数；当迭代步数大于设定值或目标函数满足后，强制停止迭代过程；否则继续计算模型内应变能并进行运动学分析，重复迭代直至满足收敛性条件；结束迭代设计后，通过运动仿真判别构型，实现机构简化并完成设计。本发明可靠实现拓扑优化过程的机构选型、尺寸生成及轨迹跟踪。

本发明授权一种基于地面桁架模型的平面刚体导引机构自动生成方法在权利要求书中公布了：1.一种基于地面桁架模型的平面刚体导引机构自动生成方法，其特征在于，包括： 规划末端执行器的运动轨迹，并划分设计域初始化地面桁架模型； 确定所述地面桁架模型内驱动杆的运动形式后，在末端执行器添加载荷，初始化作为优化算法的移动渐近线的迭代参数； 计算所述地面桁架模型内应变能并进行运动学分析，计算运动过程中每一步的能量传递效率值和加权轨迹误差获得目标函数值； 将目标函数和设计变量输入至优化器中构造拉格朗日对偶问题并分析计算，获得优化变量更新后的参数； 当迭代步数大于设定值或目标函数满足后，强制停止迭代过程结束迭代设计；否则继续计算模型内应变能并进行运动学分析，重复迭代过程，直至满足收敛性条件； 结束迭代设计后，通过运动仿真判别构型，实现机构简化并完成设计； 所述目标函数值的计算表达式为： 式中ε为轨迹误差允许范围，η表示能量传递效率函数，ψt表示轨迹偏差函数；参数ζ和ξ为范围0到1之间的系数； 能量传递效率函数η表示如下： 式中表示从模型初始位置运动到当前仿真步t*时外部载荷做的总功，表示模型从初始位置运动到当前仿真步t*时驱动杆所做的总功，表示模型在当前仿真步t*时总的应变能； 轨迹偏差函数ψt表示如下： 式中rt表示t步时末端执行器的实际位置，表示t步时末端执行器的规定位置，w表示每个仿真步末端执行器的轨迹误差权重系数； 将目标函数和设计变量输入至优化器构造拉格朗日对偶函数并优化计算，获得优化变量更新后的参数； MMA构造新的拉格朗日对偶问题表示如下： 式中μt表示拉格朗日KKT乘子，a是惩罚项常数。

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