Design ideal de parâmetros de mecanismo hexápódico para amastrado grande e flexível manuse_hinge Knowledge_talls1

Resumo:

O desempenho de um mecanismo de hexápod da dobradiça flexível de grande porte é fortemente dependente do desempenho da dobradiça flexível. À medida que o AVC aumenta, a rigidez fora do eixo diminui, levando à diminuição da estabilidade e precisão estática. Este artigo discute a solução para a cinemática inversa do mecanismo hexápódico, incluindo a expansão e o comprimento da contração de cada ramo e o ângulo de rotação de cada dobradiça. Além disso, ele explora a otimização de parâmetros para o mecanismo de hexápod da dobradiça flexível de grande porte. O objetivo é minimizar os requisitos de AVC para cada dobradiça, enquanto ainda atende aos requisitos de espaço de movimento da plataforma móvel.

Os sistemas ópticos são amplamente utilizados em campos de engenharia de precisão, como microscopia, produção de semicondutores e exploração espacial. O posicionamento preciso dos componentes ópticos é crucial para manter a precisão óptica. O mecanismo hexápódico oferece posicionamento preciso para componentes ópticos tradicionais usando dobradiças flexíveis como pares cinemáticos. Essas dobradiças têm uma estrutura simples, sem atrito e alta precisão. No entanto, os robôs paralelos tradicionais totalmente flexíveis têm espaços de trabalho limitados, geralmente na faixa cúbica de mícrons. Para obter traços maiores, um mecanismo cinemático em dois estágios pode ser usado. Essa abordagem aumenta a complexidade e o custo do sistema. Este artigo se concentra em otimizar o design do parâmetro de um mecanismo de hexápod de dobradiça flexível de grande porte, com uma aplicação específica ao posicionamento preciso dos componentes ópticos.

1. Solução inversa cinemática:

O artigo estabelece um modelo de corpo pseudo-rígido do mecanismo flexível da dobradiça da dobradiça. Presume -se que a dobradiça flexível entre o suporte e a plataforma móvel seja uma articulação esférica com rigidez rotacional, enquanto a dobradiça flexível entre o suporte e a plataforma fixa é assumida como uma dobradiça universal. A solução inversa cinemática envolve determinar o ângulo de rotação da dobradiça flexível. Isso é feito calculando a matriz de rotação de cada articulação e resolvendo os ângulos de rotação da junta. O resultado é um conjunto de soluções inversas para as cinco articulações de cada cadeia de ramificação.

2. Otimização de parâmetros hexapod:

O artigo propõe um projeto de otimização de parâmetros para o mecanismo hexápódico. O objetivo é minimizar a deformação máxima de todas as dobradiças flexíveis enquanto atende aos requisitos do espaço de trabalho. Os parâmetros de design incluem o raio dos círculos, onde as dobradiças flexíveis são conectadas, o ângulo entre as linhas que conectam determinados pontos e a altura entre as plataformas fixa e móvel. A otimização é feita encontrando a soma mínima ponderada do ângulo máximo e o movimento das dobradiças flexíveis sob diferentes combinações de parâmetros. Os resultados mostram que os parâmetros de design podem ser classificados em três categorias: otimização orientada a rotação, guiada linear e abrangente.

Em conclusão, este artigo apresenta um design ideal para a otimização de parâmetros de um mecanismo de hexapod da dobradiça flexível de grande porte. A solução cinemática inversa é analisada e os parâmetros do mecanismo hexápodo são otimizados para minimizar a deformação da dobradiça flexível enquanto atende aos requisitos do espaço de trabalho. Os resultados demonstram a importância de considerar a rotação e a expansão no design e destacam a necessidade de otimização abrangente. As descobertas fornecem informações valiosas para o design e otimização de mecanismos hexápodes em aplicações que requerem movimentos de grande porte.