Оптимальна конструкція параметрів механізму гексапод1

Абстрактний:

Продуктивність гнучкого механізму гексапода з гнучким шарніром сильно залежить від продуктивності гнучкого шарніра. Зі збільшенням інсульту зменшується жорсткість поза осі, що призводить до зниження статичної стабільності та точності. У цьому документі розглядається рішення для зворотної кінематики механізму гексапода, включаючи розширення та довжину скорочення кожної гілки та кут обертання кожного шарніра. Крім того, він досліджує оптимізацію параметрів для гнучкого механізму гексапода з великим інсультом. Мета - мінімізувати вимоги інсульту для кожного шарніра, все ще відповідаючи вимогам рухомого простору рухомої платформи.

Оптичні системи широко використовуються в точних інженерних полях, таких як мікроскопія, виробництво напівпровідників та дослідження космосу. Точне розташування оптичних компонентів має вирішальне значення для підтримки оптичної точності. Механізм гексапода пропонує точне позиціонування для традиційних оптичних компонентів, використовуючи гнучкі петлі як кінематичні пари. Ці петлі мають просту структуру, без тертя та високу точність. Однак традиційні повністю гнучкі паралельні роботи мають обмежені робочі простори, як правило, в кубічному діапазоні мікрон. Для досягнення більших ударів можна використовувати двоступеневий кінематичний механізм. Цей підхід збільшує складність та вартість системи. У цьому документі зосереджено на оптимізації проектування параметрів високопродуктивного гнучкого механізму шестикутного шарніра з певним застосуванням до точного розташування оптичних компонентів.

1. Кінематика зворотного рішення:

У документі встановлено псевдовипускну модель тіла гнучкого механізму гексапода шарніра. Гнучкий шарнір між стійкою та рухомою платформою вважається сферичним суглобом із жорсткістю обертання, тоді як гнучкий шарнір між опором і фіксованою платформою вважається універсальним шарніром. Зворотне рішення кінематики передбачає визначення кута обертання гнучкого шарніра. Це робиться шляхом обчислення матриці обертання кожного суглоба та вирішення для кутів обертання суглоба. Результатом є набір зворотних розчинів для п'яти суглобів кожного гілкового ланцюга.

2. Оптимізація параметрів гексапода:

У статті пропонується конструкція оптимізації параметрів для механізму гексапода. Мета - мінімізувати максимальну деформацію всіх гнучких петель під час задоволення вимог робочої області. Параметри проектування включають радіус кола, де з'єднані гнучкі петлі, кут між лініями, що з'єднують певні точки, та висотою між фіксованими та рухомими платформами. Оптимізація проводиться шляхом пошуку мінімальної зваженої суми максимального кута та руху гнучких петель при різних комбінаціях параметрів. Результати показують, що параметри проектування можна класифікувати на три категорії: орієнтовані на обертання, лінійну та всебічну оптимізацію.

На закінчення, у цьому документі представлена ​​оптимальна конструкція для оптимізації параметрів високопродуктивного гнучкого механізму гексапода шарніра. Аналізується зворотна кінематика, а параметри механізму гексапода оптимізовані для мінімізації деформації гнучкого шарніра під час задоволення вимог робочої області. Результати демонструють важливість розгляду як обертання, так і розширення в дизайні та виділення необхідності всебічної оптимізації. Отримані результати дають цінні уявлення про проектування та оптимізацію механізмів гексапода в додатках, що потребують рухів.