Conception optimale des paramètres du mécanisme hexapode pour une grande trait flexible hinge_hinge knowledge_talls1

Abstrait:

Les performances d'un mécanisme d'hexapod à charnière flexible à grande improbation dépendent fortement des performances de la charnière flexible. À mesure que l'AVC augmente, la rigidité hors axe diminue, entraînant une diminution de la stabilité statique et de la précision. Cet article traite de la solution de la cinématique inverse du mécanisme hexapode, y compris la longueur d'expansion et de contraction de chaque branche et l'angle de rotation de chaque charnière. De plus, il explore l'optimisation des paramètres pour le mécanisme hexapode à charnière flexible à grande impatience. L'objectif est de minimiser les exigences de l'AVC pour chaque charnière tout en répondant aux exigences de l'espace de mouvement de la plate-forme de déménagement.

Les systèmes optiques sont largement utilisés dans les champs d'ingénierie de précision tels que la microscopie, la production de semi-conducteurs et l'exploration spatiale. Le positionnement précis des composants optiques est crucial pour maintenir la précision optique. Le mécanisme hexapode offre un positionnement précis pour les composants optiques traditionnels en utilisant des charnières flexibles comme paires cinématiques. Ces charnières ont une structure simple, pas de frottement et une haute précision. Cependant, les robots parallèles traditionnels entièrement flexibles ont des espaces de travail limités, généralement dans la gamme de micron cubes. Pour obtenir des traits plus importants, un mécanisme cinématique en deux étapes peut être utilisé. Cette approche augmente la complexité et le coût du système. Cet article se concentre sur l'optimisation de la conception des paramètres d'un mécanisme d'hexapode à charnière flexible à grande improbation, avec une application spécifique au positionnement précis des composants optiques.

1. Solution inverse de cinématique:

L'article établit un modèle de corps pseudo-rigide du mécanisme d'hexapod à charnière flexible. La charnière flexible entre la jambe de force et la plate-forme mobile est supposée être une articulation sphérique avec une rigidité en rotation, tandis que la charnière flexible entre la jambe de force et la plate-forme fixe est supposée être une charnière universelle. La solution inverse cinématique consiste à déterminer l'angle de rotation de la charnière flexible. Cela se fait en calculant la matrice de rotation de chaque joint et en résolvant pour les angles de rotation des joints. Le résultat est un ensemble de solutions inverses pour les cinq articulations de chaque chaîne de branche.

2. Optimisation des paramètres hexapodes:

Le document propose une conception d'optimisation des paramètres pour le mécanisme hexapode. L'objectif est de minimiser la déformation maximale de toutes les charnières flexibles tout en répondant aux exigences de l'espace de travail. Les paramètres de conception incluent le rayon des cercles où les charnières flexibles sont connectées, l'angle entre les lignes reliant certains points et la hauteur entre les plates-formes fixes et mobiles. L'optimisation est effectuée en trouvant la somme pondérée minimale de l'angle maximum et du mouvement des charnières flexibles sous différentes combinaisons de paramètres. Les résultats montrent que les paramètres de conception peuvent être classés en trois catégories: une optimisation complète axée sur la rotation, linéaire et complète.

En conclusion, cet article présente une conception optimale pour l'optimisation des paramètres d'un mécanisme d'hexapode à charnière flexible à grande étape. La solution de cinématique inverse est analysée et les paramètres du mécanisme hexapode sont optimisés pour minimiser la déformation de la charnière flexible tout en répondant aux exigences de l'espace de travail. Les résultats démontrent l'importance de considérer à la fois la rotation et l'expansion dans la conception et mettent en évidence la nécessité d'une optimisation complète. Les résultats fournissent des informations précieuses pour la conception et l'optimisation des mécanismes hexapodes dans les applications nécessitant des mouvements à gros coup.