Оптимален дизајн на хексапод механизам Параметри за голем удар на флексибилни шарки за знаење

Апстракт:

Изведбата на флексибилен механизам за хексапод со големи удари во голема мерка се потпира на перформансите на флексибилната шарка. Поголем удар во флексибилната шарка резултира во помала вкочанетост на оската, со што се намалува целокупната статичка стабилност, вкочанетост и точност на механизмот. Овој труд се дискутира за инверзниот кинематички раствор на механизмот на хексапод, вклучувајќи ја и должината на проширувањето и контракцијата на секој ланец на гранки и аголот на ротација на секоја шарка. Врз основа на ова, параметрите на механизмот на хексапод со целосно флексибилна шарка со голем удар се оптимизирани за да ги минимизираат барањата за мозочен удар на секоја шарка додека ги исполнуваат барањата за движење на движењето на подвижната платформа.

Оптичките системи се користат во различни ултра-прецизни инженерски полиња како што се оптички микроскопи, производство на полупроводници и истражување на вселената. За да се обезбеди точност на оптичката патека, потребни се прецизни системи за позиционирање за оптички компоненти. Барањата за точност за позиционирање на под-огледало спојување на вселенски телескопи со големи отвор, како што е вселенскиот сферичен оптички телескоп (место), се екстремно високи. Традиционалните паралелни роботи со кинематички парови, како што се топката зглобови и универзалните зглобови, се користат за прецизно позиционирање на оптичките компоненти. Сепак, овие механизми можат да предизвикаат губење на прецизноста. За да се надмине ова, развиен е нов вид паралелен робот со флексибилни шарки како кинематички парови. Флексибилните шарки нудат предности како што се едноставна структура, без триење и голема прецизност, овозможувајќи многу прецизни и точни системи. Сепак, традиционалните целосно флексибилни паралелни роботи имаат ограничен работен простор, претежно на ниво на кубни микрони. За да се постигне поголем мозочен удар, често се користат двостепени кинематички механизми, што ја зголемува комплексноста и цената на системот. За решавање на ова, истражувачите развија флексибилни паралелни роботи со големи удари. Овој труд се фокусира на дизајнот за оптимизација на параметарот на флексибилен механизам за хексапод со големи удари за прецизно позиционирање на оптичките компоненти.

Инверзно решение на кинематика:

Воспоставен е псевдо-цврст модел на тело на флексибилен механизам за хексапод на шарки, а флексибилната шарка се претпоставува дека е сферичен зглоб со ротациона вкочанетост. Инверзниот кинематички раствор вклучува утврдување на должината на проширувањето и контракцијата на секој ланец на гранки и аголот на ротација на секоја шарка. Се пресметува матрицата на ротација на секој ланец на гранки и се добиваат аглите на ротација на флексибилните шарки. Со познатите матрици на ротација, се пресметува целокупната матрица на ротација на секој ланец на гранки. Потоа може да се утврдат аглите на ротација на секој спој во однос на почетната позиција. Износите или аглите на движење на зглобовите можат да се добијат со одземање на почетните позиции или ставови од добиените вредности.

Оптимизација на параметар на хексапод:

Дизајнот за оптимизација на параметрите на механизмот на хексапод има за цел да ја минимизира максималната деформација на флексибилните шарки додека ги исполнува барањата на работниот простор. Параметрите за дизајн вклучуваат радиус на круговите што ги поврзуваат фиксните и подвижните платформи, висината помеѓу фиксните и подвижните платформи и аглите. Процесот на оптимизација вклучува пронаоѓање на максималниот агол на ротација и движење на флексибилните шарки за различни комбинации на параметар на платформата. Тежината на овие максимални вредности се пресметува, а параметрите на платформата кои резултираат во најмала тежина се сметаат за оптимални. Параметрите за дизајн можат да се класифицираат во три категории врз основа на тежините доделени на