Optimāls heksapoda mehānisma parametri lieliem insulta elastīgām eņģes_hinge zināšanām_talls

Abstrakts:

Liela gājiena elastīga eņģes heksapoda mehānisma veiktspēja lielā mērā ir atkarīga no elastīgās eņģes veiktspējas. Lielāks elastīgās eņģes gājiens rada zemāku stīvumu ārpus ass, tādējādi samazinot mehānisma vispārējo statisko stabilitāti, stingrību un precizitāti. Šajā rakstā ir apskatīts heksapoda mehānisma apgrieztais kinemātikas risinājums, ieskaitot katras filiāles ķēdes izplešanos un kontrakcijas garumu un katras eņģes rotācijas leņķi. Balstoties uz to, hexapod mehānisma parametri ar lielu gājienu pilnībā elastīgu eņģi ir optimizēti, lai samazinātu katras eņģes insulta prasības, vienlaikus atbilstot kustīgās platformas kustības telpas prasībām.

Optiskās sistēmas tiek plaši izmantotas dažādās ultra precizitātes inženierijas jomās, piemēram, optiskajos mikroskopos, pusvadītāju ražošanā un telpas izpētē. Lai nodrošinātu optiskā ceļa precizitāti, optiskajiem komponentiem ir vajadzīgas precīzas pozicionēšanas sistēmas. Liela apertūras kosmosa teleskopu, piemēram, kosmosa sfēriskā optiskā teleskopa (Spot), pozicionēšanas precizitātes prasības, piemēram, kosmosa sfēriskais optiskais teleskops (Spot). Precīza optisko komponentu novietošanai tiek izmantoti tradicionālie paralēli roboti ar kinemātiskiem pāriem, piemēram, lodīšu savienojumiem un universālajiem savienojumiem. Tomēr šie mehānismi var izraisīt precizitātes zudumu. Lai to pārvarētu, ir izstrādāts jauna veida paralēlais robots ar elastīgām eņģēm, jo ​​ir izstrādāti kinemātiski pāri. Elastīgas eņģes piedāvā tādas priekšrocības kā vienkārša struktūra, bez berzes un augsta precizitāte, kas ļauj ļoti precīzām un precīzām sistēmām. Tomēr tradicionālajiem pilnībā elastīgajiem paralēliem robotiem ir ierobežota darba telpa, galvenokārt kubiskā mikronu līmenī. Lai sasniegtu lielāku insultu, bieži tiek izmantoti divpakāpju kinemātiskie mehānismi, kas palielina sistēmas sarežģītību un izmaksas. Lai to risinātu, pētnieki ir izstrādājuši elastīgus paralēlus robotus ar lieliem sitieniem. Šis raksts koncentrējas uz lielas insulta elastīgas eņģu hexapod mehānisma parametru optimizācijas dizainu, lai precīzi novietotu optiskās sastāvdaļas.

Kinemātikas apgriezts risinājums:

Tiek izveidots elastīgā eņģes hexapod mehānisma pseido-ripīgs ķermeņa modelis, un tiek pieņemts, ka elastīgā eņģe ir sfēriska savienojuma ar rotācijas stīvumu. Apgrieztais kinemātikas risinājums ietver katras filiāles ķēdes izplešanās un kontrakcijas garuma noteikšanu un katras eņģes rotācijas leņķi. Tiek aprēķināta katras filiāles ķēdes rotācijas matrica un iegūti elastīgo eņģu rotācijas leņķi. Ar zināmajām rotācijas matricām tiek aprēķināta katras filiāles ķēdes kopējā rotācijas matrica. Pēc tam var noteikt katra locītavas rotācijas leņķus attiecībā pret sākotnējo stāvokli. Salikušo kustības daudzumu vai leņķus var iegūt, atņemot sākotnējās pozīcijas vai attieksmi no iegūtajām vērtībām.

Hexapod parametru optimizācija:

Hexapod mehānisma parametru optimizācijas projektēšanas mērķis ir samazināt elastīgo eņģu maksimālo deformāciju, vienlaikus atbilstot darbvietas prasībām. Projektēšanas parametros ietilpst apļu rādiuss, kas savieno fiksētās un kustīgās platformas, augstumu starp fiksētajām un kustīgajām platformām un leņķiem. Optimizācijas process ietver maksimālā rotācijas leņķa un elastīgo eņģu kustības atrašanu dažādām platformas parametru kombinācijām. Tiek aprēķināts šo maksimālo vērtību svara summa, un platformas parametri, kuru rezultātā rodas mazākais svara summa, tiek uzskatīti par optimāliem. Projektēšanas parametrus var iedalīt trīs kategorijās, pamatojoties uz svaru, kas piešķirts