Deseño óptimo de parámetros do mecanismo de hexápodos para un gran golpe flexible de bisagra_hinge_talls

Abstracto:

O rendemento dun mecanismo de hexapod de bisagra flexible de gran tamaño depende moito do rendemento da bisagra flexible. Un ictus maior na bisagra flexible dá como resultado unha menor rixidez fóra do eixe, reducindo así a estabilidade estática global, a rixidez e a precisión do mecanismo. Este artigo trata sobre a solución cinemática inversa do mecanismo de hexápodos, incluída a lonxitude de expansión e contracción de cada cadea de ramas e o ángulo de rotación de cada bisagra. En base a isto, os parámetros do mecanismo de hexapod cunha bisagra totalmente flexible totalmente flexible están optimizados para minimizar os requisitos de ictus de cada bisagra mentres cumpren os requisitos do espazo de movemento da plataforma en movemento.

Os sistemas ópticos úsanse extensamente en varios campos de enxeñería de ultra-precisión como microscopios ópticos, produción de semicondutores e exploración espacial. Para garantir a precisión da ruta óptica, son necesarios sistemas de posicionamento precisos para compoñentes ópticos. Son extremadamente altos Os robots tradicionais paralelos con pares cinemáticos, como xuntas de bola e xuntas universais, úsanse para un posicionamento preciso de compoñentes ópticos. Non obstante, estes mecanismos poden causar perda de precisión. Para superalo, desenvolveuse un novo tipo de robot paralelo con bisagras flexibles como pares cinemáticos. As bisagras flexibles ofrecen vantaxes como unha estrutura sinxela, sen fricción e alta precisión, que permiten sistemas moi precisos e precisos. Non obstante, os robots tradicionais totalmente flexibles paralelos teñen espazo de traballo limitado, principalmente no nivel de micras cúbicos. Para conseguir un ictus maior, adoitan utilizarse mecanismos cinemáticos en dúas etapas, o que aumenta a complexidade e o custo do sistema. Para abordalo, os investigadores desenvolveron robots paralelos flexibles con grandes golpes. Este artigo céntrase no deseño de optimización de parámetros dun mecanismo de hexapodo de bisagra flexible de gran tamaño para un posicionamento preciso de compoñentes ópticos.

Solución inversa da cinemática:

Establécese un modelo corporal pseudo-ríxido do mecanismo flexible do hexápodo da bisagra e suponse que a bisagra flexible é unha articulación esférica con rixidez rotacional. A solución cinemática inversa implica determinar a lonxitude de expansión e contracción de cada cadea de ramas e o ángulo de rotación de cada bisagra. Calcúlase a matriz de rotación de cada cadea de ramas e obtense os ángulos de rotación das bisagras flexibles. Coas matrices de rotación coñecidas, calcúlase a matriz de rotación global de cada cadea de ramas. Pódense determinar os ángulos de rotación de cada articulación en relación á posición inicial. As cantidades ou ángulos de movemento articular pódense obter restando as posicións ou actitudes iniciais dos valores obtidos.

Optimización de parámetros de hexapod:

O deseño de optimización de parámetros do mecanismo de hexapod ten como obxectivo minimizar a deformación máxima das bisagras flexibles mentres cumpren os requisitos do espazo de traballo. Os parámetros de deseño inclúen o radio dos círculos que conectan as plataformas fixas e en movemento, a altura entre as plataformas fixas e en movemento e os ángulos. O proceso de optimización consiste en atopar o ángulo máximo de rotación e o movemento das bisagras flexibles para diferentes combinacións de parámetros de plataforma. A suma de peso destes valores máximos calcúlase e considéranse óptimos os parámetros da plataforma que resultan na suma de peso máis pequena. Os parámetros de deseño pódense clasificar en tres categorías en función dos pesos asignados ao