Классификация и условия возникновения особых положений в механизмах параллельной структуры

Исследование вопросов, связанных с особыми положениями механизмов параллельной структуры, является важной задачей при синтезе и анализе механизмов данного класса. Однако в отечественной научной литературе данной теме не уделяется должного внимания. В первой половине статьи содержится описание основных подходов к классификации и анализу условий возникновения особых положений механизмов параллельной структуры, что продемонстрирует отечественному читателю основные принципы, лежащие в основе данных подходов, а также их достоинства и недостатки. Показано, что универсальной классификации, используемой всеми исследователями без исключения, на сегодняшний день не существует. Во второй половине статьи представлен подход к данному вопросу, основанный на использовании методов винтового исчисления. Несмотря на то, что такой подход основан на известной методике, он содержит ряд важных уточнений и корректировок, что позволяет распространить область его применения на более широкий диапазон возможных структурных схем механизмов параллельной структуры. Приведены отличия предлагаемого подхода от известных и его преимущества.

Литература

[1] Merlet J.-P. Parallel Robots. Springer, 2006. 402 p.

[2] Carricato M., Parenti-Castelli V. Singularity-Free Fully-Isotropic Translational Parallel Mechanisms. International Journal of Robotics Research, 2002, no. 21(2), pp. 161–174.

[3] Hunt K.H. Kinematic Geometry of Mechanisms. Clarendon Press, 1978. 465 p.

[4] Gosselin C.M., Angeles J. Singularity Analysis of Closed-Loop Kinematic Chains. IEEE Transactions on Robotics and Automatics, 1990, no. 6(3), pp. 281–290.

[5] Zlatanov D., Bonev I., Gosselin C. Constraint Singularities of Parallel Mechanisms. IEEE International Conference on Robotics and Automation, Washington C.D, May 11–15, 2002, pp. 496–502.

[6] Zlatanov D., Fenton R.G., Benhabib B. A Unifying Framework for Classification and Interpretation of Mechanism Singularities. Journal of Mechanical Design, 1995, no. 117(4), pp. 566–572.

[7] Zlatanov D., Fenton R.G., Benhabib B. Classification and Interpretation of the Singularities of Redundant Mechanisms. ASME Design Engineering Technical Conferences, Atlanta, September 13–16, 1998, pp. 1–11.

[8] Глазунов В.А., Колискор А.Ш., Крайнев А.Ф. Пространственные механизмы параллельной структуры. Москва, Наука, 1991. 95 с.

[9] Глазунов В.А., Аракелян В., Брио С., Рашоян Г.В. Скоростные и силовые критерии близости к сингулярностям манипуляторов параллельной структуры. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2012, № 3, с. 10–17.

[10] Аракелян В., Брио С., Глазунов В.А. Исследование особых положений манипулятора с параллельной структурой «ПАМИНСА». Проблемы машиностроения и надежности машин, 2006, № 1, с. 80–88.

[11] Briot S., Glazunov V., Arakelian V. Investigation on the Effort Transmission in Planar Parallel Manipulators. Journal of Mechanisms and Robotics, 2013, vol. 5, is. 1, article no. 011011.

[12] Arakelian V., Briot S., Glazunov V. Increase of singularity-free zones in the workspace of parallel manipulators using mechanisms of variable structure. Mechanism and Machine Theory, 2008, vol. 43, no. 9, pp. 1129–1140.

[13] Liu G., Lou Y., Li Z. Singularities of Parallel Manipulators: A Geometric Treatment. IEEE Transactions on Robotics and Automatics, 2003, no. 19(4), pp. 579–594.

[14] Wohlhart K. Degrees of Shakiness. Mechanism and Machine Theory, 1999, no. 34(7), pp. 1103–1126.

[15] Chen I-M., Angeles J., Theingi, Li C. The Management of Parallel-Manipulator Singularities using joint-coupling. IEEE International Conference on Robotics and Automation, Taipei, September 14–19, 2003, pp. 773–778.

[16] Mohamed M.G., Duffy J. A Direct Determination of the Instantaneous Kinematics of Fully Parallel Robot Manipulators. ASME Journal of Mechanisms, Transmissions and Automation in Design, 1985, no. 107(2), pp. 226–229.