Desain optimal parameter mekanisme hexapod untuk stroke besar hinge_hinge knowledge_talls1

Abstrak:

Kinerja mekanisme hexapod engsel fleksibel besar sangat bergantung pada kinerja engsel fleksibel. Ketika stroke meningkat, kekakuan off-axis menurun, yang menyebabkan penurunan statis statis dan akurasi. Makalah ini membahas solusi untuk kinematika terbalik dari mekanisme hexapod, termasuk ekspansi dan panjang kontraksi masing -masing cabang dan sudut rotasi masing -masing engsel. Selain itu, ia mengeksplorasi optimalisasi parameter untuk mekanisme hexapod engsel fleksibel besar. Tujuannya adalah untuk meminimalkan persyaratan stroke untuk setiap engsel sambil tetap memenuhi persyaratan ruang gerak dari platform bergerak.

Sistem optik banyak digunakan dalam bidang rekayasa presisi seperti mikroskop, produksi semikonduktor, dan eksplorasi ruang angkasa. Posisi yang tepat dari komponen optik sangat penting untuk mempertahankan akurasi optik. Mekanisme hexapod menawarkan posisi yang tepat untuk komponen optik tradisional menggunakan engsel fleksibel sebagai pasangan kinematik. Engsel ini memiliki struktur sederhana, tidak ada gesekan, dan presisi tinggi. Namun, robot paralel tradisional sepenuhnya fleksibel memiliki ruang kerja yang terbatas, biasanya dalam rentang mikron kubik. Untuk mencapai sapuan yang lebih besar, mekanisme kinematik dua tahap dapat digunakan. Pendekatan ini meningkatkan kompleksitas dan biaya sistem. Makalah ini berfokus pada mengoptimalkan desain parameter mekanisme hexapod engsel fleksibel besar, dengan aplikasi spesifik untuk posisi yang tepat dari komponen optik.

1. Solusi terbalik kinematika:

Makalah ini menetapkan model tubuh pseudo-rigid dari mekanisme hexapod engsel fleksibel. Engsel fleksibel antara platform penyangga dan bergerak diasumsikan sebagai sambungan bola dengan kekakuan rotasi, sedangkan engsel fleksibel antara platform penyangga dan tetap diasumsikan sebagai engsel universal. Solusi terbalik kinematika melibatkan penentuan sudut rotasi engsel fleksibel. Ini dilakukan dengan menghitung matriks rotasi dari setiap sambungan dan pemecahan untuk sudut rotasi sambungan. Hasilnya adalah satu set solusi terbalik untuk lima sambungan dari masing -masing rantai cabang.

2. Optimasi parameter hexapod:

Makalah ini mengusulkan desain optimasi parameter untuk mekanisme hexapod. Tujuannya adalah untuk meminimalkan deformasi maksimum semua engsel fleksibel sambil memenuhi persyaratan ruang kerja. Parameter desain termasuk jari -jari lingkaran di mana engsel fleksibel terhubung, sudut antara garis yang menghubungkan titik -titik tertentu, dan ketinggian antara platform tetap dan bergerak. Optimalisasi dilakukan dengan menemukan jumlah minimum tertimbang dari sudut maksimum dan pergerakan engsel fleksibel di bawah kombinasi parameter yang berbeda. Hasilnya menunjukkan bahwa parameter desain dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kategori: optimasi berorientasi rotasi, dipandu linier, dan komprehensif.

Sebagai kesimpulan, makalah ini menyajikan desain optimal untuk optimalisasi parameter mekanisme hexapod engsel fleksibel besar. Solusi kinematika terbalik dianalisis, dan parameter mekanisme hexapod dioptimalkan untuk meminimalkan deformasi engsel fleksibel sambil memenuhi persyaratan ruang kerja. Hasilnya menunjukkan pentingnya mempertimbangkan rotasi dan ekspansi dalam desain, dan menyoroti kebutuhan untuk optimasi komprehensif. Temuan ini memberikan wawasan berharga untuk desain dan optimalisasi mekanisme hexapod dalam aplikasi yang membutuhkan gerakan stroke besar.