Die Arbeit präsentiert die kineto-statische Analyse eines neuartigen 6-RUS-Parallelkontinuumroboters (PCR) unter Verwendung der Cosserat-Stabtheorie.
Zunächst wird der mathematische Hintergrund zur Modellierung von PCRs basierend auf der Cosserat-Stabtheorie erläutert. Dabei werden die Gleichungen zur Beschreibung der Kinematik und Statik eines elastischen Stabes dargestellt.
Anschließend werden die Randbedingungen für das Vorwärts- und Rückwärtskineto-statische Modell des 6-RUS-PCR abgeleitet. Die Randbedingungen ergeben sich aus den Zwangsbedingungen des geschlossenen Parallelkinematik-Mechanismus.
Für die Lösung des resultierenden Randwertproblems wird eine Schießmethode verwendet. Dabei werden die unbekannten Variablen iterativ aktualisiert, bis die Randbedingungen innerhalb einer definierten Toleranz erfüllt sind.
Die Leistungsfähigkeit des kineto-statischen Modells wird anhand verschiedener Simulationen untersucht. Dazu gehören die Analyse der Axialsteifigkeit bei Druckkräften am Endeffektor, die Untersuchung des Drehbereichs des Endeffektors sowie die Validierung der Vorwärtskinematik anhand einer Trajektorienverfolgung. Abschließend wird der erreichbare Arbeitsraum des 6-RUS-PCR abgeschätzt.
Die Ergebnisse zeigen die Leistungsfähigkeit des entwickelten kineto-statischen Modells zur Analyse und Auslegung von Parallelkontinuumrobotern.
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by Vinayvivian ... at arxiv.org 04-01-2024
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