Решение задачи о положениях и исследование рабочей зоны плоского кинематически избыточного механизма параллельной структуры

Механизмы параллельной структуры находят широкое применение в различных отраслях науки и техники благодаря таким достоинствам, как высокая скорость работы, точность и жесткость, что обусловливает актуальность поиска и анализа новых схем подобных механизмов. Рассмотрен плоский механизм параллельной структуры с четырьмя кинематическими цепями типа PRR и раздвижной платформой. Показано, что он имеет кинематическую избыточность. Для такого механизма аналитически решены прямая и обратная задача о положениях, а также с применением итерационного подхода исследована рабочая зона. Продемонстрирована принципиальная возможность использования дополнительной подвижности механизма для избегания особых положений.

Литература

[1] Глазунов В.А. Механизмы параллельной структуры и их применение. Москва-Ижевск, ИКИ, 2018. 1036 с.

[2] Merlet J.-P. Parallel robots. Springer, 2006. 402 p.

[3] Pritschow G. Parallel kinematic machines (PKM) — limitations and new solutions. CIRP Annals, 2000, vol. 49, no. 1, pp. 275–280, doi: https://doi.org/10.1016/S0007-8506(07)62945-X

[4] Rosyid A., Stefanini C., El-Khasawneh B. A reconfigurable parallel robot for on-structure machining of large structures. Robotics, 2022, vol. 11, no. 5, art. 110, doi: https://doi.org/10.3390/robotics11050110

[5] Saied H., Chemori A., Michelin М. Et al. A redundant parallel robotic machining tool: design, control and real-time experiments. In: New developments and advances in robot control. Springer, 2019, pp. 39–79, doi: https://doi.org/10.1007/978-981-13-2212-9_3

[6] Rossi P., Simoni R., Carboni A.P. Analysis of a 4-DOF 3T1R parallel robot for machining applications: a stiffness study. In: Advances in industrial machines and mechanisms. Springer, 2021, pp. 161–171, doi: https://doi.org/10.1007/978-981-16-1769-0_15

[7] Briot S., Pashkevich A., Chablat D. Optimal technology-oriented design of parallel robots for high-speed machining applications. 2010 IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, 2010, pp. 1155–1161, doi: https://doi.org/10.1109/ROBOT.2010.5509543

[8] Liu G., Lou Y., Li Z., Singularities of parallel manipulators: a geometric treatment. IEEE Trans. Robot. Autom., 2003, vol. 19, no. 4, pp. 579–594, doi: https://doi.org/10.1109/TRA.2003.814507

[9] Slavutin M., Shai O., Sheffer A. et al. A novel criterion for singularity analysis of parallel mechanisms. Mech. Mach. Theory, 2019, vol. 137, pp. 459–475, doi: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.03.001

[10] Mostashiri N., Dhupia J., Xu W. Redundancy in parallel robots: a case study of kinematics of a redundantly actuated parallel chewing robot. In: RITA 2018. Springer, 2019, pp. 65–78, doi: https://doi.org/10.1007/978-981-13-8323-6_6

[11] Эрастова К.Г., Шиханова Н.В., Комаров Р.А. и др. Исследование конструктивной рабочей зоны плоского лямбдо-подобного механизма с учетом особых положений. Вестник машиностроения, 2021, № 3, с. 36–40.

[12] Ларюшкин П.А., Мукабенова Л.Г., Эрастова К.Г. и др. Выбор схемы и решение обратной задачи о положениях для системы позиционирования на базе плоского механизма параллельной структуры. Наука и образование: научное издание, 2017, № 7. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=30585854

[13] Решетов Л.Н. Конструирование рациональных механизмов. Mосква, Машиностроение, 1972. 256 с.

[14] Глазунов В.А., Нгуен Н.Х., Нгуен М.Т. К анализу особых положений механизмов параллельной структуры. Машиностроение и инженерное образование, 2009, № 4, с. 11–16.

[15] Gosselin C., Angeles J. Singularity analysis of closed-loop kinematic chains. IEEE Trans. Robot. Autom., 1990, vol. 6, no. 3, pp. 281–290, doi: https://doi.org/10.1109/70.56660