基于拓扑优化的平面2-DOF柔顺并联机构构型设计

作     者：朱志强 熊艳红 ZHU Zhi-qiang;XIONG Yan-hong

作者机构：湖北职业技术学院孝感432000 

基　　金：湖北省教育厅科学技术研究项目(B2018458) 

出 版 物：《包装工程》 (Packaging Engineering)

年 卷 期：2019年第40卷第5期

页      码：202-208页

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-0.0089mm,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。

主 题 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 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.19554/j.cnki.1001-3563.2019.05.028

馆 藏 号：203573124...