基于拓扑优化的平面2-DOF柔顺并联机构构型设计

摘要：

目的 运用拓扑优化技术设计一种平面2-DOF(Degrees-of-Freedom)柔顺并联机构,使其具有微米级别的微运动特性.方法 依据平面2-DOF并联原型机构的受力情况进行运动特性分析,基于同构封闭矢量映射原理构建平面2-DOF柔顺并联机构的微分运动Jacobian矩阵,表达多自由度的柔顺并联机构从输入到输出间各关节的运动关系.定义柔度为优化目标函数,微分运动Jacobian矩阵为运动条件,材料体积分数为约束条件,构建平面2-DOF柔顺并联机构材料属性的有理近似模型,并运用移动渐进线法优化求解.结果 优化后的平面2-DOF柔顺并联机构构型在x方向的位移为-0.0089 mm,在y方向的位移为0.0053 mm,同时,其沿x方向和y方向的微位移理论值为-0.0031 mm和0.0067 mm.结论 与并联原型机构的运动特性相比,平面2-DOF柔顺并联机构优化后的微运动特性具有一致性,均为微米级.

关键词：同构封闭矢量映射原理、平面2-DOF柔顺并联机构、Jacobian矩阵、移动渐近线法、微运动特性

所属期刊栏目：40

分类号：TB486;TH11(工业通用技术与设备)

资助基金：湖北省教育厅科学技术研究项目B2018458

在线出版日期：2019-05-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：202-208