Optimāls heksapoda mehānisma parametri lieliem insulta elastīgām eņģes_hinge zināšanām_talls1

Abstrakts:

Liela gājiena elastīga eņģu heksapoda mehānisma veiktspēja ir ļoti atkarīga no elastīgās eņģes veiktspējas. Palielinoties gājienam, samazinās ārpus ass stīvums, kā rezultātā samazinās statiskā stabilitāte un precizitāte. Šajā dokumentā ir apskatīts heksapoda mehānisma apgrieztās kinemātikas risinājums, ieskaitot katra zara paplašināšanos un kontrakcijas garumu un katras eņģes rotācijas leņķi. Turklāt tas pēta parametru optimizāciju lielā gājiena elastīgā eņģu hexapod mehānismam. Mērķis ir samazināt katras eņģes prasības, vienlaikus izpildot kustīgās platformas kustības telpas prasības.

Optiskās sistēmas tiek plaši izmantotas precīzas inženierijas jomās, piemēram, mikroskopijā, pusvadītāju ražošanā un telpas izpētē. Precīza optisko komponentu novietošana ir būtiska optiskās precizitātes uzturēšanai. Hexapod mehānisms piedāvā precīzu pozicionēšanu tradicionālajiem optiskajiem komponentiem, izmantojot elastīgas eņģes kā kinemātiskus pārus. Šīm eņģēm ir vienkārša struktūra, bez berzes un augsta precizitāte. Tomēr tradicionālajiem pilnībā elastīgajiem paralēliem robotiem ir ierobežotas darba telpas, parasti kubisko mikronu diapazonā. Lai sasniegtu lielākus sitienus, var izmantot divpakāpju kinemātisko mehānismu. Šī pieeja palielina sistēmas sarežģītību un izmaksas. Šis raksts ir vērsts uz lielas gājiena elastīgas eņģu hexapod mehānisma parametru dizaina optimizēšanu ar īpašu pielietojumu precīzai optisko komponentu novietošanai.

1. Kinemātikas apgriezts risinājums:

Rakstā ir izveidots elastīgā eņģes hexapod mehānisma pseido-rigidiskais ķermeņa modelis. Tiek pieņemts, ka elastīgā eņģe starp statni un kustīgo platformu ir sfēriska locītava ar rotācijas stīvumu, savukārt elastīgā eņģe starp statni un fiksēto platformu tiek pieņemta kā universāla eņģe. Kinemātikas apgrieztā šķīdums ietver elastīgās eņģes rotācijas leņķa noteikšanu. Tas tiek darīts, aprēķinot katra locītavas rotācijas matricu un risinot locītavas rotācijas leņķus. Rezultāts ir apgrieztu risinājumu kopums katras filiāles ķēdes pieciem savienojumiem.

2. Hexapod parametru optimizācija:

Rakstā tiek piedāvāts parametru optimizācijas dizains heksapoda mehānismam. Mērķis ir samazināt visu elastīgo eņģu maksimālo deformāciju, vienlaikus izpildot darba vietas prasības. Projektēšanas parametri ietver apļu rādiusu, kur ir savienotas elastīgās eņģes, leņķi starp līnijām, kas savieno noteiktus punktus, un augstumu starp fiksētajām un kustīgajām platformām. Optimizācija tiek veikta, atrodot minimālo svērto summu maksimālā leņķa un elastīgo eņģu kustības summa dažādās parametru kombinācijās. Rezultāti rāda, ka dizaina parametrus var iedalīt trīs kategorijās: uz rotāciju orientētu, lineāru vadītu un visaptverošu optimizāciju.

Noslēgumā jāsaka, ka šajā dokumentā ir parādīts optimāls dizains, lai optimizētu lielos asus elastīgas eņģu heksapoda mehānisma. Tiek analizēts apgrieztais kinemātikas risinājums, un heksapoda mehānisma parametri ir optimizēti, lai samazinātu elastīgās eņģes deformāciju, vienlaikus atbilstot darba telpas prasībām. Rezultāti parāda, cik svarīgi ir apsvērt gan rotāciju, gan paplašināšanos dizainā, un uzsver visaptverošas optimizācijas nepieciešamību. Rezultāti sniedz vērtīgu ieskatu heksapoda mehānismu projektēšanā un optimizācijā lietojumos, kuriem nepieciešama liela gājiena kustība.