Optimalni dizajn parametara mehanizma heksapoda za veliki hod fleksibilni zglob_hinge knowles_talls1

Sažetak:

Učinkovitost mehanizma fleksibilnog šarki heksapoda u velikoj mjeri oslanja se na performanse fleksibilnog zgloba. Kako se moždani udar povećava, krutost izvan osi smanjuje se, što dovodi do smanjene statičke stabilnosti i točnosti. Ovaj rad govori o otopini za obrnutu kinematiku mehanizma heksapoda, uključujući širenje i duljinu kontrakcije svake grane i kut rotacije svakog šarke. Uz to, istražuje optimizaciju parametara za fleksibilni heksapod mehanizam za fleksibilni šarke. Cilj je minimizirati zahtjeve za moždani udar za svaki zglob, a istovremeno ispunjavati zahtjeve prostora za pokret pokretne platforme.

Optički sustavi široko se koriste u preciznim inženjerskim poljima kao što su mikroskopija, poluvodička proizvodnja i istraživanje prostora. Precizno pozicioniranje optičkih komponenti ključno je za održavanje optičke točnosti. Mehanizam heksapoda nudi precizno pozicioniranje tradicionalnih optičkih komponenti koristeći fleksibilne šarke kao kinematičke parove. Ove šarke imaju jednostavnu strukturu, bez trenja i visoku preciznost. Međutim, tradicionalni potpuno fleksibilni paralelni roboti imaju ograničene radne prostore, obično u kubičnom mikronu. Za postizanje većih poteza, može se koristiti dvostupanjski kinematički mehanizam. Ovaj pristup povećava složenost i troškove sustava. Ovaj se rad usredotočuje na optimizaciju dizajna parametara fleksibilnog mehanizma heksapoda sa šarkama, uz specifičnu primjenu na precizno pozicioniranje optičkih komponenti.

1. Kinematika obrnuto rješenje:

U radu se uspostavlja pseudo-rigidni model tijela fleksibilnog mehanizma heksapoda. Pretpostavlja se da je fleksibilni zglob između nosača i pokretne platforme sferni spoj s krutošću rotacije, dok se pretpostavlja da je fleksibilni zglob između nosača i fiksne platforme univerzalni zglob. Inverzna otopina kinematike uključuje određivanje kuta rotacije fleksibilnog zgloba. To se postiže izračunavanjem matrice rotacije svakog spoja i rješavanjem kutova rotacije zgloba. Rezultat je skup obrnutih otopina za pet spojeva svakog lanca grana.

2. Optimizacija parametara heksapoda:

Rad predlaže dizajn optimizacije parametara za mehanizam heksapoda. Cilj je minimizirati maksimalnu deformaciju svih fleksibilnih šarki dok ispunjava zahtjeve radnog prostora. Parametri dizajna uključuju polumjer krugova u kojima su povezane fleksibilne šarke, kut između linija koje povezuju određene točke i visinu između fiksnih i pokretnih platformi. Optimizacija se vrši pronalaženjem minimalnog ponderiranog zbroja maksimalnog kuta i kretanjem fleksibilnih zglobova pod različitim kombinacijama parametara. Rezultati pokazuju da se dizajnerski parametri mogu klasificirati u tri kategorije: rotacijski orijentirani, linearno vođeni i sveobuhvatna optimizacija.

Zaključno, ovaj rad prikazuje optimalan dizajn za optimizaciju parametara fleksibilnog mehanizma heksapoda velikog hoda. Analizira se rješenje obrnute kinematike, a parametri heksapodnog mehanizma optimizirani su kako bi se smanjila deformacija fleksibilnog zgloba dok ispunjavaju zahtjeve radnog prostora. Rezultati pokazuju važnost razmatranja i rotacije i širenja u dizajnu i ističu potrebu za sveobuhvatnom optimizacijom. Nalazi pružaju vrijedne uvide za dizajn i optimizaciju heksapodnih mehanizama u aplikacijama koje zahtijevaju pokrete velikog moždanog udara.