Design ideal de parâmetros de mecanismo hexápódico para amastrado grande e flexível manuse_hinge Knowledge_talls

Resumo:

O desempenho de um mecanismo de hexápod flexível de dobradiça de grande porte depende muito do desempenho da dobradiça flexível. Um acidente vascular cerebral maior na dobradiça flexível resulta em menor rigidez fora do eixo, reduzindo assim a estabilidade estática geral, a rigidez e a precisão do mecanismo. Este artigo discute a solução cinemática inversa do mecanismo hexápódico, incluindo a expansão e o comprimento da contração de cada cadeia de ramo e o ângulo de rotação de cada dobradiça. Com base nisso, os parâmetros do mecanismo hexápodo com uma dobradiça totalmente flexível de derivamento são otimizados para minimizar os requisitos de AVC de cada dobradiça enquanto atende aos requisitos de espaço de movimento da plataforma móvel.

Os sistemas ópticos são amplamente utilizados em vários campos de engenharia de ultra-precisão, como microscópios ópticos, produção de semicondutores e exploração espacial. Para garantir a precisão do caminho óptico, são necessários sistemas de posicionamento precisos para os componentes ópticos. Os requisitos de precisão de posicionamento do splicing de subcunholos de telescópios espaciais de grande abertura, como o telescópio óptico esférico espacial (Spot), são extremamente altos. Robôs paralelos tradicionais com pares cinemáticos, como juntas de esferas e juntas universais, são usadas para o posicionamento preciso dos componentes ópticos. No entanto, esses mecanismos podem causar perda de precisão. Para superar isso, um novo tipo de robô paralelo com dobradiças flexíveis como pares cinemáticos foi desenvolvido. As dobradiças flexíveis oferecem vantagens, como uma estrutura simples, sem atrito e alta precisão, permitindo sistemas altamente precisos e precisos. No entanto, os robôs paralelos tradicionais totalmente flexíveis têm espaço de trabalho limitado, principalmente no nível cúbico de mícrons. Para obter um AVC maior, são usados ​​mecanismos cinemáticos em dois estágios, o que aumenta a complexidade e o custo do sistema. Para abordar isso, os pesquisadores desenvolveram robôs paralelos flexíveis com grandes traços. Este artigo se concentra no projeto de otimização de parâmetros de um mecanismo de hexápod de dobradiça flexível de grande porte para o posicionamento preciso dos componentes ópticos.

Solução inversa cinemática:

Um modelo corporal pseudo-rígido do mecanismo flexível da dobradiça é estabelecida, e a dobradiça flexível é assumida como uma articulação esférica com rigidez rotacional. A solução cinemática inversa envolve determinar a expansão e o comprimento da contração de cada cadeia de ramificação e o ângulo de rotação de cada dobradiça. A matriz de rotação de cada cadeia de ramificação é calculada e os ângulos de rotação das dobradiças flexíveis são obtidos. Com as matrizes de rotação conhecidas, a matriz de rotação geral de cada cadeia de ramificação é calculada. Os ângulos de rotação de cada articulação em relação à posição inicial podem ser determinados. As quantidades ou ângulos de movimento da junta podem ser obtidos subtraindo as posições ou atitudes iniciais dos valores obtidos.

Otimização de parâmetros hexapod:

O projeto de otimização dos parâmetros do mecanismo hexápodo visa minimizar a deformação máxima das dobradiças flexíveis enquanto atende aos requisitos do espaço de trabalho. Os parâmetros de design incluem o raio dos círculos que conectam as plataformas fixas e móveis, a altura entre as plataformas fixo e móvel e os ângulos. O processo de otimização envolve encontrar o ângulo máximo de rotação e o movimento das dobradiças flexíveis para diferentes combinações de parâmetros da plataforma. A suma de peso desses valores máximos é calculada e os parâmetros da plataforma que resultam na menor suma de peso são considerados ideais. Os parâmetros de design podem ser classificados em três categorias com base nos pesos atribuídos ao