论文摘要
目的为了设计出具有x,y和z方向纯平动的微纳级精密定位装置。方法首先,运用旋量与逆螺旋理验证所设计的传统3-UPU并联机构运动特性;采用封闭矢量映射原理构建3-UPU并联机构的微分Jacobian,实现各关节与动平台的空间映射关系。然后,定义优化问题的目标函数为结构刚度,约束函数为体积比,运动特性条件为微分Jacobian构造3-UPU柔顺并联机构的SIMP模型,并运用优化算法计算。最后,基于Ossmooth对优化构型进行CAD模型的提取,完成运动特性的力学仿真分析,此外,通过3D打印制造处理后的CAD模型,并完成运动特性的实验测试。结果仿真可得,优化后的构型柔度值从58.324 mm/N下降到25.993 mm/N;一阶固有频率从964.64 Hz提高到1362.26 Hz;沿x,y和z方向的微运动特性分别达到2.488,6.512,9.185μm;3-UPU柔顺并联机构优化构型的微运动特性与理论解处于同一微米级,并运用实验测试进行了验证。结论拓扑优化设计的构型具有微米级运动特性和微米定位精度,实验测试结果验证了该优化技术的可行性。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 焦凡苇,梁海龙
关键词: 旋量与逆螺旋理论,微分矩阵,拓扑优化技术,实验测试
来源: 包装工程 2019年05期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅱ辑
专业: 机械工业
单位: 中北大学朔州校区能源与机械工程管理部
分类号: TH112
DOI: 10.19554/j.cnki.1001-3563.2019.05.026
页码: 187-195
总页数: 9
文件大小: 3020K
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标签：旋量与逆螺旋理论论文; 微分矩阵论文; 拓扑优化技术论文; 实验测试论文;