可装配式空间三平移柔顺机构拓扑构型研究

作     者：赖俊豪 朱大昌 占旺虎 杨家谋 钟云 LAI Jun-hao;ZHU Da-chang;ZHAN Wang-hu;YANG Jia-mou;ZHONG Yun

作者机构：广州大学机械与电气工程学院广东广州510006 

出 版 物：《机械设计》 (Journal of Machine Design)

年 卷 期：2020年第37卷第8期

页      面：41-49页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：广东高校基础研究重大项目及应用研究重大项目(自然科学类)(2017KZDXM060) 广东省普通高校创新团队项目(2018KCXTD023) 

主　　题：拓扑优化 微分矢量同构映射 SIMP 可装配式拓扑构型 

摘      要：针对空间柔顺机构拓扑构型难以加工或加工成本过高的问题,提出一种可装配式空间柔顺拓扑设计方法。通过对空间3-PUU型并联机构运动学分析,得到其微分雅可比矩阵,建立空间三平移柔顺机构拓扑构型同构映射矩阵。采用同构映射矩阵与SIMP(Solid Isotropic Material with Penalization)插值模型相结合的拓扑优化方法,建立空间三平移柔顺机构拓扑模型并求解。通过对拓扑构型二次建模与静力学仿真对比分析,实时修正拓扑优化参数,采用3D打印实体模型进行相关试验分析。试验结果表明:文中所设计的空间三平移柔顺机构与3-PUU型并联机构具有同构性,为该类型柔顺机构精确建模与应用提供切实可行的途径。