Оптимален дизајн на хексапод механизам Параметри за голем удар на флексибилни шарки за знаење1

Апстракт:

Перформансите на механизам со флексибилен хексапод со големи удари на шарки е многу зависна од перформансите на флексибилната шарка. Како што се зголемува мозочниот удар, вкочанетоста на оската се намалува, што доведува до намалена статичка стабилност и точност. Овој труд го разгледува решението за инверзна кинематика на механизмот на хексапод, вклучувајќи ја и должината на проширувањето и контракцијата на секоја гранка и аголот на ротација на секоја шарка. Покрај тоа, ја истражува оптимизацијата на параметрите за механизмот на флексибилен хексапод со големи удари. Целта е да се минимизираат барањата за мозочен удар за секоја шарка додека сè уште ги исполнуваат барањата за движење на движењето на платформата за движење.

Оптичките системи се користат во прецизни инженерски полиња како што се микроскопија, производство на полупроводници и истражување на вселената. Прецизното позиционирање на оптичките компоненти е клучно за одржување на оптичка точност. Механизмот на хексапод нуди прецизно позиционирање за традиционалните оптички компоненти со употреба на флексибилни шарки како кинематички парови. Овие шарки имаат едноставна структура, нема триење и голема прецизност. Сепак, традиционалните целосно флексибилни паралелни роботи имаат ограничени работни простори, обично во опсегот на кубни микрони. За да се постигнат поголеми удари, може да се користи двостепен кинематички механизам. Овој пристап ја зголемува комплексноста и цената на системот. Овој труд се фокусира на оптимизирање на дизајнот на параметарот на механизам за хексапод со флексибилен хексапод со голем удар, со специфична примена на прецизно позиционирање на оптичките компоненти.

1. Инверзно решение на кинематика:

Трудот воспоставува псевдо-ригиден модел на тело на флексибилен механизам за хексапод на шарки. Флексибилната шарка помеѓу лентата и платформата за движење се претпоставува дека е сферичен зглоб со ротациона вкочанетост, додека флексибилната шарка помеѓу лентата и фиксната платформа се претпоставува дека е универзална шарка. Инверзниот раствор на кинематика вклучува одредување на аголот на ротација на флексибилната шарка. Ова се прави со пресметување на матрицата на ротација на секој спој и решавање на аглите на вртење на зглобовите. Резултатот е збир на инверзни решенија за петте зглобови на секој ланец на гранки.

2. Оптимизација на параметар на хексапод:

Трудот предлага дизајн за оптимизација на параметрите за механизмот на хексапод. Целта е да се минимизира максималната деформација на сите флексибилни шарки додека ги исполнувате барањата на работниот простор. Параметрите за дизајн вклучуваат радиус на круговите каде се поврзани флексибилните шарки, аголот помеѓу линиите што ги поврзуваат одредени точки и висината помеѓу фиксните и подвижните платформи. Оптимизацијата се прави со пронаоѓање на минималниот пондериран сума на максималниот агол и движење на флексибилните шарки под различни комбинации на параметри. Резултатите покажуваат дека параметрите за дизајн можат да се класифицираат во три категории: ориентирани кон ротација, линеарно водено и сеопфатна оптимизација.

Како заклучок, овој труд претставува оптимален дизајн за оптимизација на параметарот на механизам за хексапод со флексибилен шарка со голем удар. Анализирано е инверзно решение за кинематика, а параметрите на механизмот на хексапод се оптимизирани за да се минимизира деформацијата на флексибилната шарка додека ги исполнува барањата на работниот простор. Резултатите ја покажуваат важноста да се разгледа и ротацијата и проширувањето во дизајнот и да се потенцира потребата за сеопфатна оптимизација. Наодите даваат вредни увид за дизајнирање и оптимизација на механизмите на хексапод во апликациите за кои се потребни движења со голем удар.