以势能函数约束生成式AI的重力平衡机构设计

负载自适应重力平衡机构（LA-GBM）可以通过响应有效负载变化被动改变其特性来适应各种负载条件。然而，它们的设计很困难，因为必须同时满足可变负载下所需的机构运动和静态平衡。本研究提出了一种 LA-GBM 的通用设计方法，该方法不依赖于特定的机构架构或机械元件。公式化了 LA-GBM 势场的必要条件，并推导了两种通用形式：代表有效载荷质量影响的仿射形式和代表与负载适应和重力平衡相关的状态转换的因式分解形式。然后将这些形式提供给生成人工智能作为设计要求，以生成候选势函数。生成的函数在符合两种通用形式以及有效 LA-GBM 所需的条件方面进行了分析验证。此外，将获得的势函数分解为单独的项，并给出了通过组合弹簧、配重和函数生成连杆机构来构造 LA-GBM 的方法的示例。通过使用势函数作为中间表示，所提出的框架能够生成 LA-GBM 设计候选，而无需提前规定机制架构。所产生的势场的机械可实现性和可制造性仍然是未来工作的重要问题。