胡俊峰　蔡建阳　郑昌虎

江西理工大学，赣州，341000



基于Kriging模型的微夹持器优化设计

胡俊峰蔡建阳郑昌虎

江西理工大学，赣州，341000

摘要：为了综合平衡一种新型微夹持器的张合量、夹持力灵敏度与快速响应，提出一种Kriging模型的优化方法。采用拉丁超立方抽样方法确定试验点，采用ANSYS计算各试验点对应的响应值。进行相关性分析以确定对性能影响较大的结构参数，并将其作为优化设计变量。采用Kriging理论建立能反映性能指标与设计变量之间关系的非线性模型，并建立多目标优化模型。比较分析优化前与优化后的各性能指标可知，放大倍数增大了7.4%，固有频率增大了16.46%，输出刚度增大了9.84%，最大应力减小了5.75%，说明所提出的性能优化方法有效。

关键词：微夹持器；拉丁超立方抽样；Kriging模型；多目标遗传算法

0引言

微夹持器为微操作的末端执行器[1-3]，广泛应用于半导体设备、光学元件制造、微零件装配、生物科学等众多领域。如在微机电系统领域中，微夹持器可用于抓取和装配微构件[4-5]；在生物工程领域，微夹持器可用于抓取细胞，对细胞进行微操作[6]；在光学工程领域，夹持器可用于光学元件的微操作和调节。目前，微夹持器的性能还不能很好地满足工程应用要求。为了能使微夹持器夹持不同尺寸大小的微小物体，需要较大的张合量。为了避免被夹持物在微操作过程中脱落或损伤，要易于控制夹持力，即要求较高的夹持力灵敏度，同时要求在夹持过程中有较快的响应速度。……