Optimalna zasnova parametrov mehanizma Hexapod za velike poteze fleksibilno tečaje_hinge znanje_talls

Izvleček:

Učinkovitost velikega prožnega mehanizma heksapoda s tečajem se močno opira na delovanje fleksibilnega tečaja. Večja poteza v prilagodljivem tečaju povzroči nižjo togost zunaj osi in s tem zmanjša skupno statično stabilnost, togost in natančnost mehanizma. Ta članek obravnava inverzno kinematično raztopino mehanizma heksapoda, vključno z razširitvijo in dolžino krčenja vsake veje in kotom vrtenja vsakega tečaja. Na podlagi tega so parametri mehanizma Hexapoda z velikim motornim popolnoma prilagodljivim tečajem optimizirani, da se čim bolj zmanjšajo zahteve za udarce vsakega tečaja, medtem ko izpolnjujejo zahteve gibanja premikajoče se platforme.

Optični sistemi se obsežno uporabljajo na različnih ultra natančnih inženirskih poljih, kot so optični mikroskopi, proizvodnja polprevodnikov in raziskovanje prostora. Da bi zagotovili natančnost optične poti, so za optične komponente potrebni natančni sistemi za pozicioniranje. Zahteve glede natančnosti pozicioniranja pod-mirorskega spajanja vesoljskih teleskopov velikega aperture, kot je vesoljski sferični optični teleskop (točka), so izjemno visoke. Tradicionalni vzporedni roboti s kinematičnimi pari, kot so kroglični spoji in univerzalni sklepi, se uporabljajo za natančno pozicioniranje optičnih komponent. Vendar lahko ti mehanizmi povzročijo izgubo natančnosti. Da bi to premagali, je bila razvita nova vrsta vzporednega robota s prilagodljivimi tečaji kot kinematični pari. Prilagodljivi tečaji ponujajo prednosti, kot so preprosta struktura, brez trenja in visoka natančnost, kar omogoča zelo natančne in natančne sisteme. Vendar imajo tradicionalni popolnoma prilagodljivi vzporedni roboti omejen delovni prostor, večinoma v kubični ravni mikronov. Za dosego večje možganske kapi se pogosto uporabljajo dvostopenjski kinematični mehanizmi, ki povečujejo kompleksnost in stroške sistema. Za reševanje tega so raziskovalci razvili prilagodljive vzporedne robote z velikimi udarci. Ta članek se osredotoča na zasnovo optimizacije parametrov velikega prožnega mehanizma heksapoda s tečajem za natančno pozicioniranje optičnih komponent.

Kinematika inverzna rešitev:

Ustanovljen je psevdo-trdni model telesnega mehanizma fleksibilnega tečaja heksapoda, zato se domneva, da je prožen tečaj sferični sklep z rotacijsko togostjo. Inverzna kinematična rešitev vključuje določitev dolžine širitve in krčenja vsake veje in kota vrtenja vsakega tečaja. Izračuna se matrica vrtenja vsake veje in dobimo kote vrtenja fleksibilnih tečajev. Z znanimi rotacijskimi matrikami se izračuna celotna matrika vrtenja vsake veje. Nato je mogoče določiti kote vrtenja vsakega sklepa glede na začetni položaj. Zneske ali kote skupnega gibanja lahko dobite z odštevanjem začetnih položajev ali stališč od dobljenih vrednosti.

Optimizacija parametrov heksapoda:

Namen optimizacijske zasnove parametrov mehanizma Hexapod je čim bolj zmanjšati največjo deformacijo fleksibilnih tečajev, medtem ko izpolnjuje zahteve delovnega prostora. Parametri oblikovanja vključujejo polmer krogov, ki povezujejo fiksne in premikajoče se platforme, višino med fiksnimi in premikajočimi se platformami ter koti. Proces optimizacije vključuje iskanje največjega kota vrtenja in gibanja fleksibilnih tečajev za različne kombinacije parametrov platforme. Izračunana je teža teh največjih vrednosti in parametri platforme, ki povzročijo najmanjšo težo, veljajo za optimalne. Parametre oblikovanja je mogoče razvrstiti v tri kategorije na podlagi uteži, dodeljenih