Optimal utforming av Hexapod -mekanismeparametere for stort slag fleksibel hengsel_hinging Kunnskap_talls1

Abstrakt:

Ytelsen til et fleksibelt hengslende heksapod-mekanisme er sterkt avhengig av ytelsen til det fleksible hengslet. Når hjerneslaget øker, avtar stivheten utenfor aksen, noe som fører til redusert statisk stabilitet og nøyaktighet. Denne artikkelen diskuterer løsningen for den omvendte kinematikken i heksapod -mekanismen, inkludert utvidelses- og sammentrekningslengden til hver gren og rotasjonsvinkelen til hvert hengsel. I tillegg undersøker den optimaliseringen av parametere for storslagets fleksible hengslende hexapod-mekanisme. Målet er å minimere hjerneslagkravene for hvert hengsel mens du fremdeles oppfyller kravene til bevegelsesrom til den bevegelige plattformen.

Optiske systemer er mye brukt i presisjonstekniske felt som mikroskopi, halvlederproduksjon og romutforskning. Presis plassering av optiske komponenter er avgjørende for å opprettholde optisk nøyaktighet. Hexapod -mekanismen tilbyr presis posisjonering for tradisjonelle optiske komponenter ved bruk av fleksible hengsler som kinematiske par. Disse hengslene har en enkel struktur, ingen friksjon og høy presisjon. Imidlertid har tradisjonelle fullt fleksible parallelle roboter begrensede arbeidsrom, vanligvis i det kubiske mikronområdet. For å oppnå større slag, kan en totrinns kinematisk mekanisme brukes. Denne tilnærmingen øker systemkompleksiteten og kostnadene. Denne artikkelen fokuserer på å optimalisere parameterutformingen av en fleksibel hengslende heksapod-mekanisme, med en spesifikk applikasjon til den nøyaktige plasseringen av optiske komponenter.

1. Kinematikk omvendt løsning:

Oppgaven etablerer en pseudo-stiv kroppsmodell av den fleksible hengslet hexapod-mekanismen. Det fleksible hengslet mellom stag og bevegelig plattform antas å være et sfærisk ledd med rotasjonsstivhet, mens det fleksible hengslet mellom stag og fast plattform antas å være et universelt hengsel. Den kinematiske inverse løsningen innebærer å bestemme rotasjonsvinkelen til det fleksible hengslet. Dette gjøres ved å beregne rotasjonsmatrisen til hver ledd og løse for leddrotasjonsvinklene. Resultatet er et sett med inverse løsninger for de fem leddene i hver grenkjede.

2. Hexapod -parameteroptimalisering:

Oppgaven foreslår en parameteroptimaliseringsdesign for Hexapod -mekanismen. Målet er å minimere den maksimale deformasjonen av alle fleksible hengsler mens du oppfyller kravene til arbeidsområdet. Designparametere inkluderer radius for sirklene der de fleksible hengslene er koblet, vinkelen mellom linjer som forbinder visse punkter og høyden mellom de faste og bevegelige plattformene. Optimaliseringen gjøres ved å finne den minste vektede summen av maksimal vinkel og bevegelse av de fleksible hengslene under forskjellige parameterkombinasjoner. Resultatene viser at designparametrene kan klassifiseres i tre kategorier: rotasjonsorientert, lineærstyrt og omfattende optimalisering.

Avslutningsvis presenterer denne artikkelen en optimal utforming for parameteroptimalisering av en fleksibel hengslende heksapod-mekanisme. Den omvendte kinematikkløsningen blir analysert, og parametrene til hexapod -mekanismen er optimalisert for å minimere deformasjonen av det fleksible hengslet mens du oppfyller kravene til arbeidsområdet. Resultatene viser viktigheten av å vurdere både rotasjon og utvidelse i utformingen, og fremhever behovet for omfattende optimalisering. Funnene gir verdifull innsikt for utforming og optimalisering av Hexapod-mekanismer i applikasjoner som krever store bevegelsesbevegelser.