Experimental Analysis of Type II Singularities and Assembly Change Points in a 3UPS+RPU Parallel Robot

要約

パラレル ロボット (PR) は特異な構成を持ち、ロボットは少なくとも 1 つの自由度を獲得し、制御を失います。
理論的には、このような特異点は、順ヤコビ行列行列式がゼロになるときに発生します (タイプ II)。
ただし、実際の PR は、製造公差によって再現性が低いためモデル化が複雑な誤差が生じるため、ゼロではないがゼロに近い行列式値のタイプ II 特異点により制御を失う可能性があります。
したがって、実際の 3UPS+RPU PR を使用して、このペーパーでは 3 つの貢献を紹介します。 i) 2 つの出力ツイスト スクリュー間の角度に基づくタイプ II 特異点の近接検出インデックス。
インデックスにより、どの運動連鎖が特異点に寄与しているかを特定できます。
ii) タイプ II 特異点を研究するための実験ベンチマーク。
iii) 提案されたインデックスがゼロであり、順ヤコビアン行列式がゼロではない PR 構成。
この最後の構成では、実際のロボットは PR に適用される外部アクションを処理できないことが調査結果からわかります。

要約(オリジナル)

Parallel robots (PRs) have singular configurations where the robot gains at least one degree of freedom and loses control. Theoretically, such singularity occurs when the Forward Jacobian-matrix determinant becomes zero (Type II). However, actual PRs could lose control owing to Type II singularities for determinant values near zero, but not zero, because manufacturing tolerances introduce errors that are complex to model due to their low repeatability. Thus, using an actual 3UPS+RPU PR, this paper presents three contributions: i) a proximity detection index for Type II singularities based on the angle between two Output Twist Screws. The index can identify which kinematic chains contribute to the singularity. ii) an experimental benchmark to study Type II singularities. iii) PR configurations where the proposed index is zero and the Forward Jacobian determinant is not. In this last configuration, the findings show that the actual robot is unable to handle external actions applied to the PR.

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