Optimálny návrh parametrov mechanizmu hexapodu pre veľké zdvihy flexibilné haning_inge znalosti_talls1

Abstraktný:

Výkon flexibilného hexapodového mechanizmu hexapodu veľkého ťahu sa do značnej miery spolieha na výkon flexibilného závesu. Keď sa zdvih zvyšuje, tuhosť mimo osi klesá, čo vedie k zníženiu statickej stability a presnosti. Tento článok pojednáva o riešení inverznej kinematiky mechanizmu hexapodu, vrátane expanzie a dĺžky kontrakcie každej vetvy a uhla rotácie každého závesu. Okrem toho skúma optimalizáciu parametrov pre mechanizmus flexibilného závesu hexapodu s veľkým ako škriatkom. Cieľom je minimalizovať požiadavky na mŕtvicu pre každý záves a zároveň spĺňať požiadavky na pohybové priestory pohybujúcej sa platformy.

Optické systémy sa široko používajú v poliach presného inžinierstva, ako je mikroskopia, výroba polovodičov a prieskum vesmíru. Presné umiestnenie optických komponentov je rozhodujúce pre udržanie optickej presnosti. Mechanizmus hexapodu ponúka presné umiestnenie tradičných optických komponentov pomocou flexibilných pántov ako kinematických párov. Tieto pánty majú jednoduchú štruktúru, žiadne trenie a vysokú presnosť. Tradičné plne flexibilné paralelné roboty však majú obmedzené pracovné priestory, zvyčajne v rozsahu kubických mikrónov. Na dosiahnutie väčších ťahov je možné použiť dvojstupňový kinematický mechanizmus. Tento prístup zvyšuje komplexnosť a náklady systému. Tento dokument sa zameriava na optimalizáciu konštrukcie parametrov flexibilného flexibilného mechanizmu závesu hexapodu so špecifickou aplikáciou na presné umiestnenie optických komponentov.

1. Kinematické inverzné riešenie:

Príspevok vytvára pseudo-rigidný model tela flexibilného mechanizmu hexapodu. Flexibilný záves medzi vzperou a pohyblivou plošinou sa považuje za sférický kĺb s rotačnou tuhosťou, zatiaľ čo flexibilný záves medzi vzperou a pevnou plošinou sa považuje za univerzálny záves. Kinematický inverzný roztok zahŕňa stanovenie uhla rotácie flexibilného závesu. To sa robí výpočtom rotačnej matrice každého kĺbu a riešením uhlov rotácie kĺbu. Výsledkom je súbor inverzných roztokov pre päť spojov každého vetvy.

2. Optimalizácia parametrov hexapod:

Papier navrhuje návrh optimalizácie parametrov pre mechanizmus hexapodu. Cieľom je minimalizovať maximálnu deformáciu všetkých flexibilných pántov pri splnení požiadaviek na pracovný priestor. Medzi konštrukčné parametre patrí polomer kruhov, kde sú pripojené flexibilné pánty, uhol medzi čiarami spájajúcimi určité body a výška medzi pevnými a pohyblivými platformami. Optimalizácia sa vykonáva nájdením minimálneho váženého súčtu maximálneho uhla a pohybu flexibilných pántov pri rôznych kombináciách parametrov. Výsledky ukazujú, že konštrukčné parametre možno rozdeliť do troch kategórií: orientovaná na rotáciu, lineárne riadené a komplexná optimalizácia.

Záverom možno povedať, že tento dokument predstavuje optimálny návrh na optimalizáciu parametrov flexibilného hexapodového mechanizmu veľkého závesu. Analyzuje sa inverzné kinematické riešenie a parametre hexapodového mechanizmu sú optimalizované tak, aby minimalizovali deformáciu flexibilného závesu pri splnení požiadaviek na pracovný priestor. Výsledky demonštrujú dôležitosť zváženia rotácie a rozširovania návrhu a zdôrazňujú potrebu komplexnej optimalizácie. Zistenia poskytujú cenné poznatky o návrhu a optimalizácii mechanizmov hexapod v aplikáciách, ktoré si vyžadujú pohyby veľkých ťahov.