用于刚性机械手结构拓扑优化的叠加方法

简介

针对考虑动态载荷条件的刚性机器手连杆的拓扑优化问题,提出了一种类似于等效静载荷技术的综合拓扑叠加方法。该方法是将对应于不同角度位置的单个最佳拓扑叠加,以便在所有角度位置都有较好的综合效果;然后,进行归一化和再惩罚,以获得所需的体积分数。此外,利用图像处理技术进行后处理,可以降低应力值和几何复杂度。通过理论仿真,对该方法所得综合拓扑的性能进行了评估,并以3自由度工业机械手刚性连杆为例进行了验证。结果表明,体积分数降低30%的情况下可将关节转矩降低24.9%,同时,具有更好的挠度和应力值。与任何一种单个优化拓扑相比,综合拓扑的挠度和应力值降低了10%~25%。