【摘 要】
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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,
【机 构】
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中北大学机电工程学院,中国科学院海西研究院泉州装备制造研究所
【基金项目】
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福建省中科院STS计划配套项目(2016T3023,2018T3020),国家重点研发计划资助项目(2016YFC1100502)
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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。
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