基于增材制造的六自由度串联机械臂轻量化设计

简介

以六自由度串联机械臂为优化设计对象,从材料轻量化和结构轻量化两个方面进行轻量化设计。首先,在极限工况下分别对以铝合金和3D打印塑胶为材料的机械臂进行探索性拓扑优化,并基于结果对比分析,选择3D打印塑胶材料作为机械臂的设计材料;然后,在满足刚度与强度要求的条件下,针对两种极限工况依次采用尺寸优化、拓扑优化方法对以3D打印塑胶为设计材料的机械臂进行轻量化设计;最后对其进行几何重构和仿真验证。结果表明轻量化设计后的机械臂满足刚度、强度要求,质量减轻26.5%,实现了轻量化目标。