多点协调变形柔性微夹持机构及其支撑综合拓扑优化

摘要

多输出点柔性机构在微夹持和微定位领域应用广泛,但其多个输出点的协调变形要求往往被忽视.因此提出一种多输出点协调变形柔性机构拓扑优化设计的新方法.首先,将协调变形条件作为优化约束条件,建立基于固体各向同性材料插值模型的多输出点柔性机构协调变形优化模型,可以较为精确的控制目标输出点的位移,从而使机构按照规划路径运动满足特殊需求.其次,针对协调变形约束削弱机构变形能力的问题,将机构的支撑条件作为设计变量融合到结构优化中,建立多输出点协调变形柔性机构结构与支撑的综合拓扑优化模型及数学求解模型,通过改进的移动渐近算法,求得多输出点柔性机构结构与支撑的综合最优布局.最后,通过数值算例验证了方法的正确性.