Optymalna konstrukcja parametrów mechanizmu sześciokapodu dla dużego udaru elastycznego Mone_Hinge Knowledge_talls

Abstrakcyjny:

Wydajność elastycznego mechanizmu heksapodu o dużym unieruchomieniu opiera się w dużej mierze na wydajności elastycznego zawiasu. Większy skok w elastycznym zawiasie powoduje niższą sztywność poza osi, zmniejszając w ten sposób ogólną statyczną stabilność, sztywność i dokładność mechanizmu. W niniejszym dokumencie omówiono odwrotne rozwiązanie kinematyczne mechanizmu heksapodu, w tym rozszerzalność i długość skurczu każdego łańcucha rozgałęzienia oraz kąt obrotu każdego zawiasu. Na tej podstawie parametry mechanizmu heksapod z dużym w pełni elastycznym zawiasem są optymalizowane w celu zminimalizowania wymagań dotyczących udaru mózgu każdego zawiasu, jednocześnie spełniając wymagania dotyczące przestrzeni ruchowej platformy ruchomej.

Systemy optyczne są szeroko stosowane w różnych dziedzinach inżynieryjnych ultra-precyzyjnych, takich jak mikroskopy optyczne, produkcja półprzewodników i eksploracja przestrzeni. W celu zapewnienia dokładności ścieżki optycznej wymagane są precyzyjne systemy pozycjonowania dla komponentów optycznych. Wymagania dotyczące dokładności pozycjonowania splicingu podmirroru teleskopów kosmicznych o dużej liczbie, takich jak kosmiczny sferyczny teleskop optyczny (punkt), są wyjątkowo wysokie. Do precyzyjnego pozycjonowania komponentów optycznych stosuje się tradycyjne równoległe roboty z parami kinematycznymi, takimi jak złącza kulowe i połączenia uniwersalne. Jednak mechanizmy te mogą powodować utratę precyzji. Aby to przezwyciężyć, opracowano nowy rodzaj równoległego robota z elastycznymi zawiasami, ponieważ pary kinematyczne. Elastyczne zawiasy oferują zalety, takie jak prosta struktura, bez tarcia i wysoka precyzja, umożliwiając bardzo precyzyjne i dokładne systemy. Jednak tradycyjne w pełni elastyczne roboty równoległe mają ograniczoną przestrzeń roboczą, głównie w poziomie mikrona sześciennym. Aby osiągnąć większy udar, często stosuje się dwustopniowe mechanizmy kinematyczne, co zwiększa złożoność systemu i koszt. Aby to zaradzić, naukowcy opracowali elastyczne równoległe roboty z dużymi uderzeniami. Niniejszy artykuł koncentruje się na projekcie optymalizacji parametrów dużego elastycznego mechanizmu sześciokapodu z dużym strumieniem do precyzyjnego pozycjonowania komponentów optycznych.

Rozwiązanie odwrotne kinematyki:

Ustalono pseudo-szalony model elastycznego mechanizmu sześciokapodu Elastycznego zawiasu i zakłada się, że elastyczny zawias jest stawem sferycznym ze sztywnością obrotową. Odwrotne rozwiązanie kinematyczne polega na określeniu rozszerzenia i długości skurczu każdego łańcucha rozgałęzienia oraz kąta obrotu każdego zawiasu. Oblicza się macierz obrotu każdego łańcucha rozgałęzienia i uzyskuje się kąty obrotu elastycznych zawiasów. Przy znanych macierzach obrotu obliczana jest ogólna macierz obrotu każdego łańcucha rozgałęzienia. Następnie można następnie określić kąty obrotu każdego złącza w stosunku do pozycji początkowej. Wspólne ilości lub kąty ruchu można uzyskać, odejmując początkowe pozycje lub postawy od uzyskanych wartości.

Optymalizacja parametrów heksapod:

Projekt optymalizacji parametrów mechanizmu heksapod ma na celu zminimalizowanie maksymalnego odkształcenia elastycznych zawiasów przy spełnieniu wymagań dotyczących miejsca pracy. Parametry projektowe obejmują promień kręgów łączących stałe i poruszające platformy, wysokość między platformami stałymi i poruszającymi oraz kąty. Proces optymalizacji polega na znalezieniu maksymalnego kąta obrotu i ruchu elastycznych zawiasów dla różnych kombinacji parametrów platformy. Obliczany jest sum wagowy tych maksymalnych wartości, a parametry platformy, które powodują najmniejszy sum ciężarowy, są uważane za optymalne. Parametry projektowe można podzielić na trzy kategorie na podstawie wag przypisanych do