Heksapodi mehhanismi parameetrite optimaalne kujundamine suure löögi jaoks painduv liigend_hinge teadmised_talls

Kokkuvõte:

Suure taktiga painduva hingega heksapodi mehhanismi jõudlus sõltub suuresti painduva liigendi jõudlusest. Suurem löök paindlikus liigeses põhjustab telje madalama jäikuse, vähendades sellega mehhanismi üldist staatilist stabiilsust, jäikust ja täpsust. Selles artiklis käsitletakse heksapodi mehhanismi pöördvõrdelist kinemaatika lahust, sealhulgas iga haru ahela laienemise ja kokkutõmbumise pikkust ning iga liigendi pöördenurka. Selle põhjal optimeeritakse suure suure paindliku liigendiga heksapodi mehhanismi parameetrid, et minimeerida iga liigendi lööginõudeid, vastates liikuva platvormi liikumisruumi nõuetele.

Optilisi süsteeme kasutatakse laialdaselt erinevates ülikergete inseneri valdkondades, nagu optilised mikroskoobid, pooljuhttootmine ja kosmoseuuringud. Optilise tee täpsuse tagamiseks on optiliste komponentide jaoks vajalikud täpsed positsioneerimissüsteemid. Suurema astme kosmoseteleskoopide, näiteks kosmosefäärilise optilise teleskoobi (SPOT) alam-irror-splaissimise positsioneerimise täpsuse nõuded on äärmiselt kõrged. Optiliste komponentide täpseks positsioneerimiseks kasutatakse traditsioonilisi kinemaatiliste paaridega roboteid, näiteks kuuliühendusi ja universaalseid liigeseid. Need mehhanismid võivad siiski põhjustada täpsuse kaotust. Selle ületamiseks on välja töötatud uut tüüpi painduvate hingedega paralleelrobot. Paindlikud hinged pakuvad eeliseid, näiteks lihtne struktuur, hõõrdumine ja ülitäpsus, võimaldades väga täpseid ja täpseid süsteeme. Traditsioonilistel täiesti paindlikel paralleelrobotitel on piiratud tööruum, enamasti kuup mikronitasandil. Suurema löögi saavutamiseks kasutatakse sageli kaheastmelisi kinemaatilisi mehhanisme, mis suurendab süsteemi keerukust ja kulusid. Selle lahendamiseks on teadlased välja töötanud paindlikud paralleelrobotid, millel on suur löök. See artikkel keskendub suuremate painduva liigendi heksapodi mehhanismi parameetrite optimeerimise kujundamisele optiliste komponentide täpseks positsioneerimiseks.

Kinemaatika pöördlahendus:

Kehtestatud on painduva liigendi heksapodi mehhanismi pseudo-sirge kehamudel ja paindlik liigend eeldatakse, et see on pöörleva jäikusega sfääriline liigend. Kinemaatika pöördvõrdeline lahendus hõlmab iga haru ahela laienemise ja kokkutõmbumise pikkuse määramist ning iga liigendi pöörlemisnurka. Arvutatakse iga haru ahela pöörlemismaatriks ja saadakse elastsete hingede pöörlemisnurgad. Teadaolevate pöörlemismaatriksite abil arvutatakse iga haru ahela üldine pöörlemismaatriks. Seejärel saab kindlaks määrata iga liigese pöörlemisnurgad algse positsiooni suhtes. Liigese liikumise summad või nurgad saab saada, lahutades saadud väärtustest esialgsed positsioonid või hoiakud.

Hexapodi parameetrite optimeerimine:

Heksapodi mehhanismi parameetrite optimeerimise eesmärk on minimeerida paindlike hingede maksimaalset deformatsiooni, kui täidab tööruumi nõudeid. Kujundusparameetrid hõlmavad fikseeritud ja liikuvate platvormide ühendavate ringide raadiust, fikseeritud ja liikuvate platvormide kõrgust ning nurkade vahel. Optimeerimisprotsess hõlmab maksimaalse pöörlemisnurga ja painduvate hingede liikumist erinevate platvormi parameetrite kombinatsioonide jaoks. Arvutatakse nende maksimaalsete väärtuste kaalusuus ja platvormi parameetrid, mille tulemuseks on väikseim kaalusuus, peetakse optimaalseks. Kujundusparameetrid saab jagada kolme kategooriasse, mis põhineb