胡俊峰， 杨展宏， 徐贵阳

(江西理工大学 机电工程学院， 江西 赣州 341000)

基于响应面法的微操作平台可靠性稳健设计

胡俊峰， 杨展宏， 徐贵阳

(江西理工大学 机电工程学院， 江西 赣州 341000)

以一种新型微操作平台为对象，考虑其结构参数的随机波动，提出一种基于6σ稳健设计思想和响应面法的可靠性稳健优化设计思路。采用筛选实验设计方法确定设计变量，采用中心组合试验设计方法建立反映平台性能指标的响应面模型。基于该模型采用一次二阶矩法得到反映平台可靠性和稳健性的性能指标，即平台位移放大倍数、固有频率和可靠性灵敏度的概率分布及可靠度。基于6σ稳健设计思想建立以平台位移放大倍数、固有频率和可靠性灵敏度的稳健性为目标，平台可靠度为约束的可靠性稳健优化模型，采用序列二次规划法对平台进行优化。将稳健优化和确定性优化结果进行比较分析可知，平台位移放大倍数、固有频率和可靠性灵敏度的方差分别减小了40.9 %、49.4 %、33.6 %，可靠度由61.36 %提高到99.78 %，实现了可靠性稳健优化的设计要求，说明了设计思路和理论模型的有效性。

微操作平台； 可靠性； 稳健设计； 响应面法； 实验设计

微操作平台广泛应用于生物工程、医疗科学、微机械制造、超精密加工、集成电路制造、扫描探针显微镜、光纤对接、光学微处理、航空航天等前沿领域[1-3]。柔顺机构是以柔性铰链代替传统运动副，利用柔性铰链的弹性变形传递或转换运动和力的一种新型机构，具有无摩擦、无间隙、分辨率高、一体化加工和免装配等优点，适宜作为微操作机器人执行机构[4-5]。……