Proiectare optimă a parametrilor mecanismului hexapod pentru balamale flexibile cu cursă mare de capcană

Abstract:

Performanța unui mecanism de hexapod cu balamale flexibile cu accident mare se bazează foarte mult pe performanța balamalei flexibile. O lovitură mai mare în balama flexibilă are ca rezultat o rigiditate mai mică a axei, reducând astfel stabilitatea statică generală, rigiditatea și precizia mecanismului. Această lucrare discută soluția cinematică inversă a mecanismului hexapod, inclusiv lungimea și lungimea de contracție a fiecărui lanț de ramură și unghiul de rotație al fiecărei balamale. Pe baza acestui lucru, parametrii mecanismului hexapod cu o balamală complet flexibilă sunt optimizate pentru a minimiza cerințele de accident vascular cerebral ale fiecărui balamale, în timp ce îndeplinesc cerințele de spațiu de mișcare ale platformei în mișcare.

Sistemele optice sunt utilizate pe scară largă în diferite câmpuri de inginerie ultra-precizie, cum ar fi microscopuri optice, producția de semiconductori și explorarea spațială. Pentru a asigura exactitatea căii optice, sunt necesare sisteme de poziționare precise pentru componente optice. Cerințele de precizie de poziționare a splicing-ului sub-miror al telescoapelor spațiale cu aparate mari, cum ar fi telescopul optic sferic (spot) spațial, sunt extrem de mari. Robotii paralele tradiționali cu perechi cinematice, cum ar fi articulațiile cu bilă și articulațiile universale, sunt folosiți pentru poziționarea precisă a componentelor optice. Cu toate acestea, aceste mecanisme pot provoca pierderi de precizie. Pentru a depăși acest lucru, a fost dezvoltat un nou tip de robot paralel cu balamale flexibile ca perechi cinematice. Balamalele flexibile oferă avantaje, cum ar fi o structură simplă, fără frecare și o precizie ridicată, permițând sisteme extrem de precise și precise. Cu toate acestea, roboții paraleli tradiționali complet flexibili au un spațiu de lucru limitat, în mare parte la nivel de micron cubic. Pentru a obține un accident vascular cerebral mai mare, se folosesc adesea mecanisme cinematice în două etape, ceea ce crește complexitatea și costurile sistemului. Pentru a aborda acest lucru, cercetătorii au dezvoltat roboți paraleli flexibili cu accidente vasculare cerebrale mari. Această lucrare se concentrează pe proiectarea de optimizare a parametrilor a unui mecanism hexapod cu balamale flexibile cu accident mare pentru poziționarea precisă a componentelor optice.

Soluție inversă cinematică:

Se stabilește un model de corp pseudo-rigid al mecanismului de hexapod flexibil cu balamală, iar balama flexibilă se presupune a fi o articulație sferică cu rigiditate rotativă. Soluția cinematică inversă implică determinarea lungimii și lungimii de contracție a fiecărui lanț de ramură și unghiul de rotație al fiecărui balamală. Se calculează matricea de rotație a fiecărui lanț de ramură și se obțin unghiurile de rotație ale balamalelor flexibile. Cu matricile de rotație cunoscute, se calculează matricea de rotație generală a fiecărui lanț de ramură. Unghiurile de rotație ale fiecărei articulații în raport cu poziția inițială pot fi apoi determinate. Cantitățile sau unghiurile de mișcare articulare pot fi obținute scăzând pozițiile sau atitudinile inițiale din valorile obținute.

Optimizarea parametrilor hexapod:

Proiectarea de optimizare a parametrilor mecanismului hexapod își propune să reducă la minimum deformarea maximă a balamalelor flexibile în timp ce îndeplinesc cerințele spațiului de lucru. Parametrii de proiectare includ raza cercurilor care leagă platformele fixe și în mișcare, înălțimea dintre platformele fixe și cele în mișcare și unghiurile. Procesul de optimizare implică găsirea unghiului maxim de rotație și mișcarea balamalelor flexibile pentru diferite combinații de parametri ale platformei. Este calculat suma de greutate a acestor valori maxime, iar parametrii platformei care au ca rezultat cel mai mic sumă de greutate sunt considerați optimi. Parametrii de proiectare pot fi clasificați în trei categorii pe baza greutăților alocate