低寄生位移柔性平行微夹持器拓扑优化设计

摘要：

针对压电驱动柔性微夹持器在夹持过程中易产生旋转和滑移现象,不能很好地实现稳定夹持的问题,采用连续体结构拓扑优化方法设计了柔性微夹持器.采用固体各向同性材料惩罚模型拓扑描述方法,将输出位移与输入位移比最大、旋转角度最小、寄生位移最小和末端刚度作为优化目标.使用分层序列法将拓扑优化问题分为两个阶段,建立了柔性平行微夹持器的拓扑优化设计模型,用优化准则法求解得到低寄生位移柔性平行微夹持器,与未抑制旋转角度和寄生位移的微夹持器进行仿真对比,验证了算法的有效性.加工微夹持器并测得单位寄生旋转和相对寄生位移分别为 0.00138427 mrad/μm和 0.7%,具有较低的寄生位移和旋转角度,能够实现平行夹持,验证了设计的有效性.

关键词：柔性微夹持器、寄生位移、单位寄生旋转、平行夹持

所属期刊栏目：34

分类号：TH112

资助基金：国家自然科学基金;江西省自然科学基金;江西省研究生创新专项

在线出版日期：2023-11-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2577-2584,2591