Heksapodimekanismiparametrien optimaalinen suunnittelu suurelle iskulle joustava Hinge_hinge Knowledge_talls1

Abstrakti:

Suurten aivohalvaisen joustavan saranan heksapodimekanismin suorituskyky on voimakkaasti riippuvainen joustavan saranan suorituskyvystä. Aivohalvauksen lisääntyessä akselin ulkopuolinen jäykkyys vähenee, mikä johtaa staattisen stabiilisuuden ja tarkkuuden vähentymiseen. Tässä artikkelissa käsitellään ratkaisua heksapodimekanismin käänteiseen kinematiikkaan, mukaan lukien kunkin haaran laajennus ja supistumispituus ja kunkin saranan kiertokulma. Lisäksi se tutkii parametrien optimointia suuren aivohalvauksen joustavalle saranaheksapodimekanismille. Tavoitteena on minimoida kunkin saranan aivohalvausvaatimukset samalla kun ne täyttävät liikkuvan alustan liiketilojen vaatimukset.

Optisia järjestelmiä käytetään laajasti tarkkuustekniikan aloilla, kuten mikroskopia, puolijohteiden tuotanto ja avaruustutkimus. Optisten komponenttien tarkka sijoittaminen on ratkaisevan tärkeää optisen tarkkuuden ylläpitämiseksi. Heksapodimekanismi tarjoaa tarkan sijainnin perinteisille optisille komponenteille käyttämällä joustavia saranoja kinemaattisena parina. Näillä saranoilla on yksinkertainen rakenne, ei kitka ja suuri tarkkuus. Perinteisillä täysin joustavilla rinnakkaisilla roboteilla on kuitenkin rajoitetut työtilat, yleensä kuutiomikronialueella. Suurempien iskujen saavuttamiseksi voidaan käyttää kaksivaiheista kinemaattista mekanismia. Tämä lähestymistapa lisää järjestelmän monimutkaisuutta ja kustannuksia. Tässä artikkelissa keskitytään suuren aivohalvaisen joustavan saranan heksapodimekanismin parametrisuunnittelun optimointiin, tietyllä sovelluksella optisten komponenttien tarkkaan sijaintiin.

1. Kinematiikan käänteinen ratkaisu:

Artikkelissa vahvistetaan pseudo-jäykkä kehon malli joustavasta saranan heksapodimekanismista. Strut- ja liikkuvan alustan välisen joustavan saranan oletetaan olevan pallomainen nivel, jolla on kiertojäykkyys, kun taas joustavan saranan varjo- ja kiinteän alustan välillä oletetaan olevan universaali sarana. Kinematiikan käänteinen ratkaisu sisältää joustavan saranan pyörimiskulman määrittämisen. Tämä tehdään laskemalla kunkin nivelten kiertomatriisi ja ratkaisemalla nivelten pyörimiskulmat. Tuloksena on joukko käänteisiä ratkaisuja kunkin haaraketjun viidelle liitokselle.

2. Heksapodin parametrien optimointi:

Artikkelissa ehdotetaan heksapodimekanismin parametrien optimointisuunnittelua. Tavoitteena on minimoida kaikkien joustavien saranojen maksimaalinen muodonmuutos täyttäessään työtilan vaatimukset. Suunnitteluparametrit sisältävät ympyröiden säteen, joissa joustavat saranat on kytketty, tiettyjen pisteiden yhdistävien linjojen välinen kulma ja kiinteiden ja liikkuvien lavojen välinen korkeus. Optimointi tehdään löytämällä joustavien saranojen maksimikulman ja liikkumisen minimin painotettu summa eri parametriyhdistelmien alla. Tulokset osoittavat, että suunnitteluparametrit voidaan luokitella kolmeen luokkaan: kiertokeskeinen, lineaarinen ohjattu ja kattava optimointi.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tässä artikkelissa esitetään optimaalinen suunnittelu suuren aivohalvaisen joustavan saranan heksapodimekanismin parametrien optimoimiseksi. Käänteinen kinematiikkaratkaisu analysoidaan, ja heksapodimekanismin parametrit optimoidaan joustavan saranan muodonmuutoksen minimoimiseksi työtilan vaatimusten täyttämisessä. Tulokset osoittavat, että on tärkeää harkita sekä pyörimistä että suunnittelun laajenemista ja korostaa kattavan optimoinnin tarvetta. Tulokset tarjoavat arvokkaita näkemyksiä heksapodimekanismien suunnittelusta ja optimoinnista sovelluksissa, joissa vaaditaan suuria aivohalvaisia ​​liikkeitä.