摘要：基于弹簧铰链的平面被动式柔顺机构拓扑优化金莫辉张宪民朱本亮王念峰（华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640）摘要：柔性铰链柔顺机构创新设计的方法较少，常用的刚体替代法未考虑不同拓扑之间的性能差别，且过分依赖现有刚体机构拓扑，限制了柔顺机构拓扑的丰富性。为了在不参考现有刚体机构的情况下，直接由问题描述创新设计出柔性铰链柔顺机构的最优拓扑，提出一种弹簧铰链法，应用于串联被动式柔性铰链柔顺机构的型设计。串联被动式柔性铰链柔顺机构是并联柔顺机构的组成单元。柔性铰链柔顺机构的拓扑由一个以刚体机构和扭簧组成的串联弹簧铰链机构代替，并由各弹簧铰链的位置向量描述。一个由弹簧铰链位置向量决定的简化柔度矩阵用来对串联弹簧铰链机构末端的运动学描述，并被优化以得到期望的柔顺机构自由度。拓扑优化问题描述成为利用从简化柔度矩阵中得到的目标函数，在空白的设计域内找出各个弹簧铰链的最优位置。关于单自由度和两解耦自由度的机构型综合例子用于说明所提方法，该方法为柔性铰链柔顺机构的创新设计提供了一种新的思路。

关键词：机械工程 机构创新设计 摘要 柔性铰链 柔顺机构 

单位：