Diseño óptimo de los parámetros del mecanismo del hexápodo para la bisagra flexible de trazo1

Abstracto:

El rendimiento de un mecanismo de hexápodos de bisagra flexible de gran accidente cerebrovascular depende en gran medida del rendimiento de la bisagra flexible. A medida que aumenta la carrera, la rigidez fuera del eje disminuye, lo que lleva a una disminución de la estabilidad estática y la precisión. Este documento analiza la solución para la cinemática inversa del mecanismo del Hexápodo, incluida la longitud de expansión y contracción de cada rama y el ángulo de rotación de cada bisagra. Además, explora la optimización de los parámetros para el mecanismo de hexápodos de bisagra flexible de gran accidente cerebrovascular. El objetivo es minimizar los requisitos de accidente cerebrovascular para cada bisagra mientras cumple con los requisitos de espacio de movimiento de la plataforma de mudanza.

Los sistemas ópticos se utilizan ampliamente en campos de ingeniería de precisión, como microscopía, producción de semiconductores y exploración espacial. El posicionamiento preciso de los componentes ópticos es crucial para mantener la precisión óptica. El mecanismo del Hexápodo ofrece un posicionamiento preciso para los componentes ópticos tradicionales que utilizan bisagras flexibles como pares cinemáticos. Estas bisagras tienen una estructura simple, sin fricción y alta precisión. Sin embargo, los robots paralelos totalmente flexibles tradicionales tienen espacios de trabajo limitados, generalmente en el rango de micrones cúbicos. Para lograr trazos más grandes, se puede usar un mecanismo cinemático de dos etapas. Este enfoque aumenta la complejidad y el costo del sistema. Este documento se centra en optimizar el diseño de parámetros de un mecanismo de hexápodos de bisagra flexible de gran accidente cerebrovascular, con una aplicación específica al posicionamiento preciso de los componentes ópticos.

1. Solución inversa cinemática:

El documento establece un modelo de cuerpo pseudo-rígido del mecanismo de hexápodos de bisagra flexible. Se supone que la bisagra flexible entre el puntal y la plataforma en movimiento es una articulación esférica con rigidez rotacional, mientras que la bisagra flexible entre el puntal y la plataforma fija se supone que es una bisagra universal. La solución inversa cinemática implica determinar el ángulo de rotación de la bisagra flexible. Esto se realiza calculando la matriz de rotación de cada junta y resolviendo los ángulos de rotación de la junta. El resultado es un conjunto de soluciones inversas para las cinco articulaciones de cada cadena de rama.

2. Optimización de parámetros del hexapodo:

El documento propone un diseño de optimización de parámetros para el mecanismo del Hexápodo. El objetivo es minimizar la máxima deformación de todas las bisagras flexibles al cumplir con los requisitos del espacio de trabajo. Los parámetros de diseño incluyen el radio de los círculos donde están conectados las bisagras flexibles, el ángulo entre líneas que conectan ciertos puntos y la altura entre las plataformas fijas y móviles. La optimización se realiza al encontrar la suma mínima ponderada del ángulo máximo y el movimiento de las bisagras flexibles bajo diferentes combinaciones de parámetros. Los resultados muestran que los parámetros de diseño se pueden clasificar en tres categorías: optimización orientada a la rotación, guiada lineal y integral.

En conclusión, este documento presenta un diseño óptimo para la optimización de los parámetros de un mecanismo de hexápodos de bisagra flexible de gran accidente cerebrovascular. Se analiza la solución cinemática inversa, y los parámetros del mecanismo del Hexápodo están optimizados para minimizar la deformación de la bisagra flexible al cumplir con los requisitos del espacio de trabajo. Los resultados demuestran la importancia de considerar tanto la rotación como la expansión en el diseño, y resaltar la necesidad de una optimización integral. Los hallazgos proporcionan ideas valiosas para el diseño y la optimización de los mecanismos de Hexápodos en aplicaciones que requieren movimientos de accidente cerebrovascular.