תכנון אופטימלי של פרמטרים של מנגנון hexapod לשבץ גדול גמיש Hinge_hinge ידע_טאלס

תַקצִיר:

הביצועים של מנגנון Hexapod גמיש עם שבץ גדול נשענים מאוד על הביצועים של הציר הגמיש. שבץ גדול יותר בציר הגמיש מביא לקשיחות מחוץ לציר, ובכך מפחית את היציבות הסטטית הכוללת, הנוקשות והדיוק של המנגנון. מאמר זה דן בפתרון הקינמטיקה ההפוכה של מנגנון המשושה, כולל אורך ההתרחבות וההתכווצות של כל שרשרת ענף וזווית הסיבוב של כל ציר. בהתבסס על כך, הפרמטרים של מנגנון ה- hexapod עם ציר גדול בגמישות במלואה מוגבלות כדי למזער את דרישות השבץ של כל ציר תוך עמידה בדרישות שטח התנועה של הפלטפורמה הנעה.

מערכות אופטיות משמשות בהרחבה בשדות הנדסיים שונים לדיוק במיוחד כמו מיקרוסקופים אופטיים, ייצור מוליכים למחצה וחקר חלל. על מנת להבטיח את הדיוק של הנתיב האופטי, מערכות מיקום מדויקות נדרשות לרכיבים אופטיים. דרישות דיוק המיקום של שחבור תת-מיירור של טלסקופים בחלל חלל גדול, כמו הטלסקופ האופטי הכדורי החלל (SPOT), גבוהות ביותר. רובוטים מקבילים מסורתיים עם זוגות קינמטיים, כמו מפרקי כדור ומפרקים אוניברסליים, משמשים למיקום מדויק של רכיבים אופטיים. עם זאת, מנגנונים אלה יכולים לגרום לאובדן דיוק. כדי להתגבר על זה, פותח סוג חדש של רובוט מקביל עם צירים גמישים כזוגות קינמטיים. צירים גמישים מציעים יתרונות כמו מבנה פשוט, ללא חיכוך ודיוק גבוה, המאפשרים מערכות מדויקות ומדויקות ביותר. עם זאת, לרובוטים מקבילים גמישים לחלוטין יש מרחב עבודה מוגבל, בעיקר ברמת מיקרון מעוקב. כדי להשיג שבץ גדול יותר, משתמשים לרוב במנגנונים קינמטיים דו-שלביים, מה שמגדיל את מורכבות המערכת ואת העלות. כדי לטפל בכך, החוקרים פיתחו רובוטים מקבילים גמישים עם משיכות גדולות. מאמר זה מתמקד בתכנון אופטימיזציה של פרמטרים של מנגנון משושה גמיש גדול של שבשורים גדולים למיקום מדויק של רכיבים אופטיים.

פתרון הפוך של קינמטיקה:

נקבע מודל גוף פסאודו-נוח של מנגנון המשושה הגמיש הגמיש, וההנחה היא שהציר הגמיש הוא מפרק כדורי עם קשיחות סיבובית. תמיסת הקינמטיקה ההפוכה כוללת קביעת אורך ההתרחבות וההתכווצות של כל שרשרת ענף וזווית הסיבוב של כל ציר. מטריצת הסיבוב של כל שרשרת ענף מחושבת, ומתקבלות זוויות הסיבוב של הצירים הגמישים. עם מטריצות הסיבוב הידועות, מחושבת מטריצת הסיבוב הכוללת של כל שרשרת ענף. לאחר מכן ניתן לקבוע את זוויות הסיבוב של כל מפרק ביחס למצב הראשוני. ניתן להשיג את כמויות התנועה או הזוויות המשותפות על ידי הפחתת המיקומים הראשוניים או העמדות מהערכים המתקבלים.

אופטימיזציה של פרמטרים של hexapod:

תכנון האופטימיזציה של פרמטרים של מנגנון hexapod נועד למזער את העיוות המרבי של הצירים הגמישים תוך עמידה בדרישות סביבת העבודה. פרמטרי העיצוב כוללים את רדיוס המעגלים המחברים בין הפלטפורמות הקבועות והנעות, את הגובה בין הפלטפורמות הקבועות והנעות והזוויות. תהליך האופטימיזציה כולל מציאת זווית הסיבוב המקסימאלית והתנועה של הצירים הגמישים עבור שילובי פרמטרים שונים של פלטפורמה. סכום המשקל של ערכים מקסימליים אלה מחושב, ופרמטרי הפלטפורמה הגורמים לסכום המשקל הקטן ביותר נחשבים אופטימליים. ניתן לסווג את פרמטרי העיצוב לשלוש קטגוריות על בסיס המשקולות המוקצות ל