空間全柔順并聯(lián)機構構型拓撲優(yōu)化設計.pdf

1、精密制造已成為衡量一個國家制造水平的重要標志，在精密制造、航空航天、汽車、微機電系統(tǒng)、醫(yī)療等領域得到了廣泛應用。隨著應用的發(fā)展，對空間全柔順并聯(lián)機構的要求也越來越高，與此同時對空間全柔順并聯(lián)機構的設計產(chǎn)生了新的挑戰(zhàn)。因此，引入簡單、高效的設計方法對空間全柔順并聯(lián)機構進行設計成為了研究新熱點。
　　本章以空間全柔順并聯(lián)機構為研究對象，引入拓撲優(yōu)化理論對空間全柔順并聯(lián)機構進行構型的設計，并結合有限元分析軟件對所設計的空間全柔順并聯(lián)機構

2、進行優(yōu)化分析，定量的驗證了該設計方法的有效性及合理性，本文主要從以下幾個方面展開研究：
　?。?）以3-RPC型空間三自由度（三平移）并聯(lián)機構為本體，首先對其微分運動學進行分析，得出其輸入輸出之間的映射關系，然后根據(jù)拓撲優(yōu)化設計方法對并聯(lián)機構本體進行優(yōu)化設計并對所設計出的全柔順并聯(lián)機構進行靜力學分析，最后將分析結果與傳統(tǒng)并聯(lián)機構的運動學特性相對比，從而驗證了拓撲優(yōu)化設計方法的科學性和有效性。
　?。?）以4-RPTR型空間四

3、自由度（三平移一轉(zhuǎn)動）并聯(lián)機構為本體，首先結合螺旋理論對其進行了運動特性分析，得出其運動狀態(tài)，然后根據(jù)拓撲優(yōu)化理論對并聯(lián)機構本體進行優(yōu)化設計并對四自由度全柔順并聯(lián)機構進行靜力學分析，定量的驗證了該方法的有效性及合理性。
　?。?）針對所設計出的空間三、四自由度全柔順并聯(lián)機構，在建立其有限元模型的基礎上分別對兩者的約束模態(tài)進行分析，得到空間三、四自由度全柔順并聯(lián)機構在各階模態(tài)下的固有頻率和陣型。
　　本文以拓撲優(yōu)化設計方法為基