Optimales Design von Hexapod -Mechanismusparametern für große Schlaganfall Flexible Hinge_hinge Knowledge_Talls1

Abstrakt:

Die Leistung eines flexiblen Hexapod-Mechanismus mit großer Schlaganfällen hängt stark von der Leistung des flexiblen Scharniers ab. Mit zunehmendem Schlaganfall nimmt die Steifheit außerhalb der Achse ab, was zu einer verminderten statischen Stabilität und Genauigkeit führt. In diesem Artikel wird die Lösung für die inverse Kinematik des Hexapod -Mechanismus erörtert, einschließlich der Expansions- und Kontraktionslänge jedes Zweigs und des Drehwinkels jedes Scharniers. Darüber hinaus untersucht es die Optimierung der Parameter für den flexiblen Scharnier-Hexapod-Mechanismus. Ziel ist es, die Schlaganforderungen für jedes Scharnier zu minimieren und gleichzeitig die Anforderungen an die Bewegungsfläche der beweglichen Plattform zu erfüllen.

Optische Systeme werden in Präzisionstechnik wie Mikroskopie, Halbleiterproduktion und Raumexploration häufig eingesetzt. Die präzise Positionierung optischer Komponenten ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der optischen Genauigkeit. Der Hexapod -Mechanismus bietet eine präzise Positionierung für traditionelle optische Komponenten mit flexiblen Scharnieren als kinematische Paare. Diese Scharniere haben eine einfache Struktur, keine Reibung und hohe Präzision. Traditionelle, vollständig flexible parallele Roboter haben jedoch nur begrenzte Arbeitsbereiche, normalerweise im kubischen Mikrometerbereich. Um größere Striche zu erzielen, kann ein zweistufiger kinematischer Mechanismus verwendet werden. Dieser Ansatz erhöht die Systemkomplexität und die Kosten. Dieses Papier konzentriert sich auf die Optimierung des Parametersdesigns eines flexiblen Mechanismus mit flexiblen Scharnierscharnierscharnierscharniers, wobei eine spezifische Anwendung auf die genaue Positionierung optischer Komponenten verwendet wird.

1. Kinematik Inverse Lösung:

Das Papier legt ein Pseudo-Rigid-Körpermodell des flexiblen Scharnierhexapod-Mechanismus fest. Es wird angenommen, dass das flexible Scharnier zwischen der Strebe und der sich bewegenden Plattform ein kugelförmiges Gelenk mit Rotationssteifigkeit ist, während das flexible Scharnier zwischen der Strebe und der festen Plattform als universelles Scharnier angenommen wird. Die inverse Kinematik -Lösung beinhaltet die Bestimmung des Rotationswinkels des flexiblen Scharniers. Dies geschieht durch Berechnung der Rotationsmatrix jeder Verbindung und der Lösung der Gelenkrotationswinkel. Das Ergebnis ist eine Reihe von inversen Lösungen für die fünf Fugen jeder Zweigkette.

2. Hexapod -Parameteroptimierung:

Das Papier schlägt ein Parameteroptimierungsdesign für den Hexapod -Mechanismus vor. Ziel ist es, die maximale Verformung aller flexiblen Scharniere zu minimieren und gleichzeitig die Arbeitsbereichsanforderungen zu erfüllen. Die Konstruktionsparameter umfassen den Radius der Kreise, in denen die flexiblen Scharniere verbunden sind, der Winkel zwischen Linien, die bestimmte Punkte verbinden, und die Höhe zwischen den festen und beweglichen Plattformen. Die Optimierung erfolgt durch die Ermittlung der minimalen gewichteten Summe des maximalen Winkels und der Bewegung der flexiblen Scharniere unter verschiedenen Parameterkombinationen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Entwurfsparameter in drei Kategorien eingeteilt werden können: rotationsorientierte, linear geführte und umfassende Optimierung.

Zusammenfassend zeigt dieses Papier ein optimales Design für die Parameteroptimierung eines flexiblen Hexapod-Mechanismus mit großem Schlaganfall. Die inverse Kinematiklösung wird analysiert, und die Parameter des Hexapod -Mechanismus sind optimiert, um die Verformung des flexiblen Scharniers zu minimieren und gleichzeitig die Arbeitsbereichsanforderungen zu erfüllen. Die Ergebnisse zeigen, wie wichtig es ist, sowohl die Rotation als auch die Ausdehnung des Designs zu berücksichtigen, und die Notwendigkeit einer umfassenden Optimierung hervorheben. Die Ergebnisse bieten wertvolle Erkenntnisse für das Design und die Optimierung von Hexapod-Mechanismen in Anwendungen, die große Strichbewegungen erfordern.