基于田口和满意度函数法的柔性铰链多响应稳健优化设计

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1、基于田口和满意度函数法的柔性铰链多响应稳健优化设计SB江西理工大学机电工程学院国网河南柘城县供电公针对细胞注射3-RRR柔顺并联微动平台多响应优化设计中存在柔性部件“欠”变形或“过”变形而导致柔度不稳定的难题，将田口方法和满意度函数进行结合，提出了一种解决多响应稳健性优化的新方法。该方法首先通过建立微动平台多方向的铰链柔度运动模型，在此基础上进行响应曲面试验设计;然后引入田门方法对多响应进行稳定性分析;最后利用满意度函数将多响应稳定性问题转化为求综合满意度函数最大值的简化问题，得到满足约束条件的稳健性优化设计方案。实例表明该方法可以为柔性铰链多响应稳健优化设计提供一种新的解决途径。

2、关键词：多响应;田口方法;满意度函数;稳健性优化设计;柔性铰链;基金:国家自然科学基金(51365015)ROBUSTOPTIMALDESIGNOFMULTIPLERESPONSEOFFLEXIBLEHINGEBASEDONTHETAGUCHIANDSATISFACTIONFUNCTIONMETHODWUJianJunHUANGYuLinXIEZhouWeiLIANGLunHaiLIANGKaiSchoolofMechanicalandElectricalEngineering，JiangxiUniversityofScienceandTechnology;StateGridZhe

3、chengHenanPowerSupplyCompany;Abstract：Itisdifficulttooptimizeflexibilityrobustnessbecausetherobustoptimizationofmultipleresponseforcellinjection3RRRcompliantparallelmicromotionplatformflexiblepartsareexisted“under“deformationor“over”deformation,anewmethodisproposedtosolvetherobustoptimizationo

4、fmultipleresponsewhichcombinetheTaguchimethodandsatisfactionfunction.Firstly，thehingemotionmodelcomplianceofmicro-platformmulti-directionalisestablishedandtheresponsesurfacetestdesignbasedonthismodel.Secondly,thetaguchimethodisintroducedtoanalyzethestabilityofmultipleresponse.Finally,thesatisf

5、actionfunctionisusedtotakentheissuesofmultipleresponseoptimizationintomaximalvalueofoverallsatisfactionandgettherobustoptimizationdesignplanundertherestrictionofmultipleresponseflexibility.Examplesshowthatthismethodcanprovideanewsolutionforrobustoptimaldesignofthemultipleresponseofflexiblehing

6、e.Keyword：Multipleresponse;Taguchimethod;Satisfactionfunction;Robustoptimaldesign;Flexiblehinge;引言柔顺机构具有制造成本低，精度高，无间隙，无机械摩擦等诸多优点，使其在精密定位、微电子工程和生物工程等领域得到了广泛的应用11^1。与刚性机构不同的是柔顺机构不仅由运动副传递运动，而且还从柔性部件的变形中转换运动。由于柔性部件常常存在“欠”变形或“过”变形，使机构的转动柔度极不稳定，导致运转位移产生偏差，严重影响Y柔顺机构的精密性。因而如何提高柔顺机构柔度的稳健性，增强对柔性部件欠”变形或“

7、过”变形的抗干扰能力，己成为柔顺机构的研究热点。稳健性是度量一种产品或平台即使各种因素与设计值发生变差时或存在其它不确定性干扰下仍能保证质量稳定与功能可靠的一种特性。稳健设计的思想是通过调整设计变量及其容差的参数匹配来增强其内外部抗干扰能力的一种设计方法。有关机械稳健设计的方法大体上以经验或半经验设计为基础的传统的稳健设计方法，主耍有田口稳健设计法、响应曲面法、双响应曲面法等。以往的产品设计优化主要是考虑单响应的问题，但随着产品系统设计的复杂化，其质量稳健特性往往是多