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한국생산제조학회 한국생산제조학회 학술발표대회 논문집 한국공작기계학회 2007 춘계학술대회 논문집
발행연도
2007.5
수록면
143 - 149 (7page)

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This paper presents the stiffness analysis of a low-DOF parallel robot with constraining legs, which takes into account of elastic deformations of joints and links. The parallel manipulator in this study is made up of three S-P-S (Spherical-Prismatic-Spherical) legs and one U-P (Universal-Prismatic) leg. The role of the U-P leg constrains the motion of the moving platform to 3-DOF and three prismatic joints in S-P-S legs are actuated. The reaction forces due to actuations and constraints in each serial chain can be determined by making use of the theory of reciprocal screws. It is shown that the stiffness of a 3-DOF parallel manipulator can be modeled such that the moving platform is supported by 6 springs related to the reciprocal screws of actuations and constraints. A general 6×6 stiffness matrix is derived, which is the sum of the stiffness matrices of actuations and constraints. The compliance of each spring can be precisely determined by modeling the compliance of joints and links in a serial chain as follows; a link is modeled as an Euler beam and the compliance matrix of rotational or prismatic joint is modeled as a 6×6 diagonal matrix, where one diagonal element about the rotation axis or along the sliding direction is infinite. By summing joint and link compliance matrices with respect to a reference frame and applying unit reciprocal screw to the resulting compliance matrix of a serial chain, the compliance of a spring is determined by the resulting infinitesimal displacement. Using the suggested methodology, the stiffness of the parallel robot with one constraining leg has been analyzed. Finally, a numerical example of the optimal design to maximize stiffness in a specified box-shape workspace is presented.
#stiffness analysis #low-DOF parallel robot #stiffness matrix #joint and link compliances #reciprocal screw #optimal design

목차

Abstract
1. 서론
2. 자비코비안 해석
3. 강성 해석
4. 결론
참고문헌

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