Optymalna konstrukcja parametrów mechanizmu sześciokapodu dla dużego udaru elastycznego Mone_Hinge Knowledge_talls1

Abstrakcyjny:

Wydajność elastycznego mechanizmu heksapodu o dużej strumieniu jest silnie zależna od wydajności elastycznego zawiasu. Wraz ze wzrostem udaru sztywność poza osi zmniejsza się, co prowadzi do zmniejszonej statycznej statycznej i dokładności. W niniejszym dokumencie omówiono rozwiązanie odwrotnej kinematyki mechanizmu heksapodu, w tym ekspansji i długości skurczu każdej gałęzi oraz kąta obrotu każdego zawiasu. Dodatkowo bada optymalizację parametrów dla elastycznego mechanizmu sześciokapodu o dużych strumieniach. Celem jest zminimalizowanie wymagań dotyczących udaru mózgu dla każdego zawiasu przy jednoczesnym spełnieniu wymagań dotyczących ruchu na ruchomej platformie.

Systemy optyczne są szeroko stosowane w precyzyjnych dziedzinach inżynierii, takich jak mikroskopia, produkcja półprzewodników i eksploracja przestrzeni. Dokładne pozycjonowanie komponentów optycznych ma kluczowe znaczenie dla utrzymania dokładności optycznej. Mechanizm heksapodu oferuje precyzyjne pozycjonowanie tradycyjnych komponentów optycznych przy użyciu elastycznych zawiasów jako par kinematycznych. Te zawiasy mają prostą strukturę, bez tarcia i wysoką precyzję. Jednak tradycyjne w pełni elastyczne roboty równoległe mają ograniczone przestrzenie robocze, zwykle w zakresie mikronów sześciennych. Aby osiągnąć większe uderzenia, można zastosować dwustopniowy mechanizm kinematyczny. Takie podejście zwiększa złożoność i koszty systemu. Niniejszy artykuł koncentruje się na optymalizacji konstrukcji parametrów elastycznego mechanizmu sześciokapodu z dużym strumieniem, z określonym zastosowaniem do precyzyjnego pozycjonowania komponentów optycznych.

1. Rozwiązanie odwrotne kinematyki:

Artykuł ustanawia pseudo-czarujący model ciała elastycznego mechanizmu sześciokapodu zawiasowego. Zakłada się, że elastyczny zawias między rozpórką i ruchomą platformą jest sferycznym złączem o sztywności obrotowej, podczas gdy zakłada się, że elastyczny zawias między rozpórką i stałą platformą jest powiązaniem uniwersalnym. Roztwór odwrotny kinematyki obejmuje określenie kąta obrotu elastycznego zawiasu. Odbywa się to poprzez obliczenie macierzy obrotu każdego złącza i rozwiązywanie kątów obrotu stawu. Rezultatem jest zestaw odwrotnych roztworów dla pięciu połączeń każdego łańcucha rozgałęzienia.

2. Optymalizacja parametrów heksapod:

Artykuł proponuje projekt optymalizacji parametrów dla mechanizmu heksapodu. Celem jest zminimalizowanie maksymalnego odkształcenia wszystkich elastycznych zawiasów podczas spełnienia wymagań dotyczących miejsca pracy. Parametry projektowe obejmują promień kół, w których podłączone są elastyczne zawiasy, kąt między liniami łączącymi niektóre punkty oraz wysokość między platformami stałych i poruszających. Optymalizacja odbywa się poprzez znalezienie minimalnej ważonej suma maksymalnego kąta i ruchu elastycznych zawiasów w różnych kombinacjach parametrów. Wyniki pokazują, że parametry projektowe można podzielić na trzy kategorie: optymalizację zorientowaną na rotację, pod kontrolą i kompleksową.

Podsumowując, niniejszy artykuł przedstawia optymalną konstrukcję optymalizacji parametrów elastycznego mechanizmu sześciokapodu na dużą strukturę. Analizuje się odwrotne rozwiązanie kinematyczne, a parametry mechanizmu heksapodu są zoptymalizowane w celu zminimalizowania deformacji elastycznego zawiasu podczas spełnienia wymagań dotyczących miejsca pracy. Wyniki pokazują znaczenie rozważenia zarówno rotacji, jak i ekspansji w projekcie oraz podkreślają potrzebę kompleksowej optymalizacji. Odkrycia dostarczają cennych informacji na temat projektowania i optymalizacji mechanizmów heksapodu w aplikacjach wymagających ruchów na dużą strukturę.