Оптимальная конструкция параметров механизма гексапода для большого хода гибкого шарнирного hinge_hinge

Абстрактный:

Производительность гибкого шестерничного механизма с большим ударом в значительной степени зависит от характеристик гибкого шарнира. Больший ход в гибком шарнире приводит к более низкой осевой жесткости, тем самым снижая общую статическую статичность, жесткость и точность механизма. В этой статье обсуждается обратное раствор кинематического механизма гексапода, включая расширение и длину сокращения каждой цепи ветвления и угол поворота каждого шарнира. Основываясь на этом, параметры механизма гексапода с полностью гибким шарниром с большим ударом оптимизируются, чтобы минимизировать требования к инсультам каждого шарнира при выполнении требований пространства движения на движущейся платформе.

Оптические системы широко используются в различных областях ультра-определения, таких как оптические микроскопы, полупроводниковая продукция и разведка пространства. Чтобы обеспечить точность оптического пути, для оптических компонентов необходимы точные системы позиционирования. Требования к точности позиционирования подспланированного сплайсинга космических телескопов крупно апертурой, таких как космический сферический оптический телескоп (пятно), чрезвычайно высоки. Традиционные параллельные роботы с кинематическими парами, такими как шариковые суставы и универсальные суставы, используются для точного позиционирования оптических компонентов. Однако эти механизмы могут вызвать потерю точности. Чтобы преодолеть это, был разработан новый тип параллельного робота с гибкими петлями в качестве кинематических пар. Гибкие петли предлагают такие преимущества, как простая структура, отсутствие трения и высокая точность, обеспечивая очень точные и точные системы. Тем не менее, традиционные полностью гибкие параллельные роботы имеют ограниченное рабочее пространство, в основном на уровне кубического микрона. Для достижения большего хода часто используются двухступенчатые кинематические механизмы, что увеличивает сложность и стоимость системы. Чтобы решить это, исследователи разработали гибкие параллельные роботы с большими ударами. Эта статья фокусируется на конструкции оптимизации параметров гибкого шестигранного механизма с большим ударом для точного расположения оптических компонентов.

Кинематическое обратное решение:

Установлена ​​псевдо-жесткая модель корпуса гибкого шестнадцатилетнего механизма шпильки, и предполагается, что гибкий шарнир является сферическим соединением с жесткостью вращения. Решение обратной кинематики включает в себя определение расширения и длины сокращения каждой цепи ветвления и угол вращения каждого шарнира. Матрица вращения каждой цепочки ветвей рассчитывается, и получены углы вращения гибких петли. С известными матрицами вращения рассчитывается общая матрица вращения каждой цепочки ветвей. Затем могут быть определены углы вращения каждого соединения относительно начального положения. Суммы движения сустава могут быть получены путем вычитания начальных положений или установок из полученных значений.

Оптимизация параметров шестигранника:

Конструкция оптимизации параметров механизма гексапода направлена ​​на минимизацию максимальной деформации гибких петли при выполнении требований рабочего пространства. Параметры дизайна включают радиус кругов, соединяющих фиксированные и движущиеся платформы, высоту между фиксированными и движущимися платформами и углы. Процесс оптимизации включает в себя поиск максимального угла поворота и перемещения гибких петли для различных комбинаций параметров платформы. Весовая сумма этих максимальных значений рассчитывается, и параметры платформы, которые приводят к наименьшей весовой сумме, считаются оптимальными. Параметры дизайна могут быть классифицированы на три категории на основе весов, назначенных