面向柔順機(jī)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用拓展研究.pdf

1、柔順機(jī)構(gòu)主要靠機(jī)構(gòu)中的柔性構(gòu)件（桿件）的變形來實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的主要運(yùn)動(dòng)和功能，與傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)相比，它同樣也能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)、力和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換。其具有制造成本低、不需潤滑、無污染、少有或者沒有關(guān)節(jié)，輕質(zhì)精密等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于高精密、輕量化工作要求的環(huán)境中，常常需要保證很高的控制精度。然而，利用柔順機(jī)構(gòu)中柔性構(gòu)件的彈性變形來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，柔性構(gòu)件需要額外的輸入使彈性構(gòu)件發(fā)生變形，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)中非期望的能量存儲(chǔ)，并以回程反力做功的形式釋放。這種柔性機(jī)構(gòu)的儲(chǔ)能釋

2、放特性在一定程度上降低了其使用性能，尤其在對力的傳遞具有精確要求的環(huán)境里。同時(shí)柔順機(jī)構(gòu)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，因構(gòu)件自身的質(zhì)量會(huì)繞著其質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)從而產(chǎn)生慣性力，這種慣性力傳遞到機(jī)架從而產(chǎn)生震動(dòng)，這種震動(dòng)會(huì)嚴(yán)重影響柔順機(jī)構(gòu)的性能。
　　 本文采用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)法描述拓?fù)淠Ｐ筒⒁赃z傳算法進(jìn)行優(yōu)化，對柔順機(jī)構(gòu)的震動(dòng)力平衡及靜態(tài)平衡設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究。依據(jù)平面連桿機(jī)構(gòu)震動(dòng)力平衡準(zhǔn)則，在現(xiàn)行的添加彈簧和配重法的理論基礎(chǔ)上，提出了添加彈簧質(zhì)心法與變截面配重質(zhì)

3、心法，并運(yùn)用到柔順機(jī)構(gòu)震動(dòng)力平衡的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)中，在減少“儲(chǔ)能”對柔順機(jī)構(gòu)的影響的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與震動(dòng)力平衡同步進(jìn)行的基于震動(dòng)力平衡的柔順機(jī)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。且本文采用經(jīng)典的仿真技術(shù)軟件(MATLAB)對提出方法進(jìn)行了證明。仿真結(jié)果證明本文提出的方法實(shí)現(xiàn)了震動(dòng)力平衡的優(yōu)化目的。
　　 文章的貢獻(xiàn)主要有三個(gè)方面:首先，優(yōu)化模型引入了應(yīng)力約束;其次，提出了添加彈簧法和橫截面積法來實(shí)現(xiàn)柔順機(jī)構(gòu)的震動(dòng)力平衡優(yōu)化;最后，在MATLAB