Desain optimal parameter mekanisme hexapod untuk stroke besar hinge_hinge knowledge_talls

Abstrak:

Kinerja mekanisme hexapod engsel fleksibel yang sangat bergantung pada kinerja engsel fleksibel. Stroke yang lebih besar dalam engsel fleksibel menghasilkan kekakuan sumbu yang lebih rendah, sehingga mengurangi stabilitas statis keseluruhan, kekakuan, dan akurasi mekanisme. Makalah ini membahas solusi kinematika terbalik dari mekanisme hexapod, termasuk ekspansi dan panjang kontraksi masing -masing rantai cabang dan sudut rotasi masing -masing engsel. Berdasarkan hal ini, parameter mekanisme hexapod dengan engsel yang sepenuhnya fleksibel sepenuhnya dioptimalkan untuk meminimalkan persyaratan stroke dari setiap engsel sambil memenuhi persyaratan ruang gerak dari platform pemindahan.

Sistem optik secara luas digunakan dalam berbagai bidang rekayasa ultra-presisi seperti mikroskop optik, produksi semikonduktor, dan eksplorasi ruang angkasa. Untuk memastikan keakuratan jalur optik, sistem penentuan posisi yang tepat diperlukan untuk komponen optik. Persyaratan akurasi penentuan posisi dari splicing sub-mirror dari teleskop ruang angkasa besar-besaran, seperti teleskop optik bola ruang (spot), sangat tinggi. Robot paralel tradisional dengan pasangan kinematik, seperti sambungan bola dan sambungan universal, digunakan untuk posisi yang tepat dari komponen optik. Namun, mekanisme ini dapat menyebabkan hilangnya presisi. Untuk mengatasi hal ini, jenis baru robot paralel dengan engsel fleksibel karena pasangan kinematik telah dikembangkan. Engsel fleksibel menawarkan keuntungan seperti struktur sederhana, tidak ada gesekan, dan presisi tinggi, memungkinkan sistem yang sangat tepat dan akurat. Namun, robot paralel tradisional yang sepenuhnya fleksibel memiliki ruang kerja yang terbatas, sebagian besar di tingkat mikron kubik. Untuk mencapai stroke yang lebih besar, mekanisme kinematik dua tahap sering digunakan, yang meningkatkan kompleksitas dan biaya sistem. Untuk mengatasi hal ini, para peneliti telah mengembangkan robot paralel yang fleksibel dengan sapuan besar. Makalah ini berfokus pada desain optimasi parameter dari mekanisme hexapod engsel fleksibel besar untuk posisi yang tepat dari komponen optik.

Solusi terbalik kinematika:

Model tubuh pseudo-rigid dari mekanisme hexapod engsel fleksibel ditetapkan, dan engsel fleksibel diasumsikan sebagai sendi bola dengan kekakuan rotasi. Solusi kinematika terbalik melibatkan penentuan ekspansi dan panjang kontraksi masing -masing rantai cabang dan sudut rotasi masing -masing engsel. Matriks rotasi dari masing -masing rantai cabang dihitung, dan sudut rotasi engsel fleksibel diperoleh. Dengan matriks rotasi yang diketahui, matriks rotasi keseluruhan dari masing -masing rantai cabang dihitung. Sudut rotasi dari masing -masing sambungan relatif terhadap posisi awal kemudian dapat ditentukan. Jumlah atau sudut gerakan sambungan dapat diperoleh dengan mengurangi posisi awal atau sikap dari nilai yang diperoleh.

Optimasi parameter hexapod:

Desain optimasi parameter mekanisme hexapod bertujuan untuk meminimalkan deformasi maksimum engsel fleksibel sambil memenuhi persyaratan ruang kerja. Parameter desain termasuk jari -jari lingkaran yang menghubungkan platform tetap dan bergerak, ketinggian antara platform tetap dan bergerak, dan sudut. Proses optimasi melibatkan menemukan sudut rotasi maksimum dan pergerakan engsel fleksibel untuk kombinasi parameter platform yang berbeda. Bobot-sum dari nilai-nilai maksimum ini dihitung, dan parameter platform yang menghasilkan berat berat terkecil dianggap optimal. Parameter desain dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori berdasarkan bobot yang ditetapkan untuk