为实现机械臂的轻量化设计，采用等刚度代换法对一种传统工业机器人的大臂进行碳纤维复合材料结构设计和优化，采用拓扑优化与参数优化相结合的多级优化方法，在保证机械臂满足各项性能的同时，使机械臂质量明显减小。优化后的机械臂的质量比原始结构降低89.3%,轻量化效果明显。
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