Kinematic Analysis of a New Parallel Machine Tool: the Orthoglide
Institut de Recherche en Communication et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文介绍了一种新的并联机构的加工应用程序：正交。该机器具有三个固定的平行线性关节，它们垂直安装，以及一个在笛卡尔x-y-z空间中以固定方向移动的移动平台。的orthoglide的主要利益是，它需要受益于流行的PPP串行机（规则的笛卡尔工作空间形状和统一的性能），以及从并联运动的链接（更小的惯性和更好的动态性能），这使得orthoglide非常适合于高速加工应用程序的安排。可能的延伸的正交5轴加工也进行了研究。
2007-07-25 cs.RO
Kinematic and Dynamic Analyses of the Orthoglide 5-axis
Institut de Recherche en Communication et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文对一种五自由度的十字滑块五轴机械手进行了运动学和动态分析。它来自两个操纵器：i）三轴的三轴平移操纵器; ii）敏捷眼;平行的球形手腕。首先，建立了五轴联动机器人的运动学和动力学模型。机械手的几何参数和惯性参数通过CAD软件确定。然后，所需的电机性能进行评估，一些测试轨迹。最后，从前面的结果中选择目录中的电机。
2008-09-18 cs.RO
Design Strategies for the Geometric Synthesis of Orthoglide-type Mechanisms
Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics（白俄罗斯信息与无线电电子大学）；Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）；CNRS（法国国家科学研究中心）；École Centrale de Nantes（南特中央理工学院）；Université de Nantes（南特大学）；École des Mines de Nantes（南特矿业学院）
针对快速加工应用中的三自由度并联机器人，结合串联机构和并联机构的优点，提出了一种新型三自由度并联机器人的几何综合方法。该机器人具有准各向同性的运动学性能，由三个相互正交的驱动固定棱柱关节组成，通过三条平行链与移动平台连接。该平台在笛卡尔空间中以固定的方向移动，类似于传统的XYZ机器。三种策略已被提出来定义作为一个立方的工作空间的大小的函数和由速度传递因子，可操作性或雅可比条件数的界限表示的Pastus属性的的Pastulide的几何参数（机械手连杆长度和驱动关节限制）。低惯性和固有刚度已被设定为由最小连杆长度要求表示的附加设计目标。对于每一种设计策略，提出了用于计算螺旋桨参数的解析表达式。结果表明，所提出的策略产生帕累托最优的解决方案，不同的运动性能以外的规定笛卡尔立方体（但在工作空间内的驱动关节限制）。所提出的技术与数值例子说明了的EQUILIDE原型设计。
2007-08-28 cs.RO
Path placement optimization of manipulators based on energy consumption: application to the orthoglide 3-axis
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
研究了基于能量消耗的机械手最优路径配置问题。它提出了一种方法来确定一个给定的测试路径的最佳位置内的工作空间的机械手，同时考虑到几何，运动学和动力学约束的驱动器所使用的电能最少。最后以三平移并联机床为例，对该方法进行了验证。
2009-10-21 cs.RO
Kinematic Analysis and Trajectory Planning of the Orthoglide 5-axis
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制论研究所）
本文的研究内容是五轴联动机器人的运动学分析和轨迹规划。在IRCCyN开发的五轴五自由度并联运动机器，是由一个混合体系结构，即，三个自由度平移并联机械手安装在一个两个自由度平行球面手腕串联。Or-thoglide 5轴的运动学建模越简单，其控制回路的最大频率就越高。实际上，并联运动机器的控制回路应该以高频率计算，即，高于1.5 MHz，以便操纵器能够以良好的精度实现高速运动。据此，本文给出了五轴并联机器人的正、逆运动学模型及其逆运动雅可比矩阵和逆运动雅可比矩阵对时间的一阶导数。看来，所研究的机械手的运动学模型，可以写在一个二次形式由于混合架构的millilide 5轴。作为说明性示例，针对两个测试轨迹跟踪在机器人的控制回路中使用的致动关节角度（长度）、速度和加速度的轮廓。
2015-05-26 cs.RO
Calibration of quasi-isotropic parallel kinematic Machines: Orthoglide
Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics（白俄罗斯国立信息与无线电电子大学）；Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
提出了一种新的准各向同性并联机构几何模型标定方法。它基于在特定测试姿势之间的运动期间对操纵器腿平行度的观察，并采用由连接到通用磁性支架的标准比较器指示器组成的低成本测量系统。当机械手沿笛卡尔轴移动TCP时，它们顺序地用于测量相关腿位置的偏差。使用测量的差异，开发的算法估计的关节偏移和腿的长度被视为最重要的参数。实验结果证实了所提出的校准技术的有效性。
2007-05-09 cs.RO
A New Three-DOF Parallel Mechanism: Milling Machine Applications
Institut de Recherche en Communication et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文介绍了一种新的并联运动学结构的加工应用，即正交。该机器具有三个固定的平行线性关节，它们垂直安装，以及一个在笛卡尔x-y-z空间中以固定方向移动的移动平台。的orthoglide的主要利益是，它需要受益于流行的PPP串行机（规则的笛卡尔工作空间形状和统一的性能），以及从并联运动的链接（更小的惯性和更好的动态性能），这使得orthoglide非常适合于高速加工应用程序的安排。可能的延伸的正交5轴加工也进行了研究。
2007-05-07 cs.RO
Kinematic Calibration of the Orthoglide-Type Mechanisms
Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics（白俄罗斯国立信息与无线电电子大学）；Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文提出了一种新的校准方法的基础上观察的机械手腿平行度之间的预先指定的测试姿态的运动过程中的滑翔式机构。它采用了一个低成本的测量系统，由标准的比较器指示器连接到通用的磁性支架。当机械手沿笛卡尔轴移动TCP时，它们顺序地用于测量相关腿位置的偏差。使用测量的差异，开发的算法估计的联合偏移被视为最重要的参数进行调整。对测量方法的灵敏度和标定精度进行了研究。实验结果表明，所提出的校准技术的有效性。
2007-05-09 cs.RO
Kinematic calibration of orthoglide-type mechanisms
Belarusian State University of Informatics and Radioelectronics（白俄罗斯信息与无线电电子大学）；Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文提出了一种新的校准方法的基础上观察的机械手腿平行度之间的运动过程中的预定测试姿态的滑翔式机构。它采用了一个低成本的测量系统，由标准的比较器指示器连接到通用的磁性支架。当机械手沿笛卡尔轴移动TCP时，它们顺序地用于测量相关腿位置的偏差。使用测量的差异，开发的算法估计的联合偏移被视为最重要的参数进行调整。并对测量方法的灵敏度和标定精度进行了研究。实验结果表明，所提出的校准技术的有效性
2007-11-12 cs.RO
Design of a 3 Axis Parallel Machine Tool for High Speed Machining: The Orthoglide
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）；Ecole Centrale de Nantes（南特中央理工学院）；Ecole des Mines de Nantes（南特矿业学院）；Université de Nantes（南特大学）
该项目旨在设计一种新的三轴机床高速加工。基础运动学是一个3自由度的平移并联机构。这个基础上提交各向同性和可操作性的约束，允许优化其运动学架构和腿架构。因此，几个腿形态是方便所选的机制。我们解释了导致我们选择Boclide的过程。一个静态的研究，以显示如何奇异配置的腿可能会导致刚度问题。
2007-05-09 cs.RO
Sensitivity Analysis of the Orthoglide, a 3-DOF Translational Parallel Kinematic Machine
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制论研究所）；École Centrale de Nantes（南特中央理工学院）；Université de Nantes（南特大学）；École des Mines de Nantes（南特矿业学院）
本文对一种三平移并联机构-三杆并联机构进行了灵敏度分析。两个互补的方法来分析其尺寸和角度变化的敏感性。首先，采用连杆机构运动学分析方法，初步了解尺寸变化对末端执行器位置的影响。此外，该方法表明，在同一类型的设计参数的变化，从一个腿到另一个有相同的影响端部执行器。然而，这种方法没有考虑平行四边形的变化。因此，微分矢量法是用来研究的尺寸和角度的变化在机械手的部分上的位置和方向的末端执行器的影响，特别是平行四边形的变化的影响。事实证明，各向同性配置的机械手是最不敏感的尺寸和角度的变化。相反，最接近其运动学奇异位形的位形对几何变化最敏感。
2013-12-04 cs.RO
Kinematic calibration of Orthoglide-type mechanisms from observation of parallel leg motions
École des Mines de Nantes（南特矿业学院）；Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文提出了一种新的并联机器人的标定方法，允许有效地识别关节偏移使用的机械手腿平行度相对于基础表面的意见。该方法采用了一个简单的和低成本的测量系统，该系统评估的腿的位置在运动过程中，假设保持腿的平行度的机械手参数的标称值的偏差。使用所测量的偏差，开发的算法估计被视为最重要的参数被识别的联合偏移。实验结果证实了所提出的校准方法的有效性和开发的数值算法的效率。对测量方法的灵敏度和标定精度进行了研究。
2009-09-21 cs.RO
Dynamics of the Orthoglide parallel robot
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）；Université Polytechnique de Bucarest（布加勒斯特理工大学）
本文建立了具有三个并联棱柱驱动器的并联机器人运动学和动力学的递推矩阵关系。这些根据具有固定取向的笛卡尔坐标系布置，这意味着致动方向彼此垂直。三个相同的腿连接到移动平台位于三个平面上，彼此垂直也。已知平台的位置和平移运动，我们开发的逆运动学问题和确定的位置，速度和加速度的每个元素的机器人。此外，虚功原理被用于逆动力学问题。一些矩阵方程提供了三个致动器的输入力和功率的迭代表达式和图形。
2009-10-20 cs.RO
Kinematic and Dynamic Analysis of the 2-DOF Spherical Wrist of Orthoglide 5-axis
Institut de Recherche en Communication et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文研究了一种二自由度球面五轴机器人手腕的运动学和动力学。后者是由两个机械手组成的并联运动学机器：i）三轴的三自由度平移并联机械手，属于Delta机器人家族，和ii）敏捷眼;两自由度平行球形手腕。模型中使用的几何和惯性参数通过CAD软件确定。球腕的性能强调通过几个测试轨迹。还分析了加工和/或切削力以及切削刀具长度对腕部动态性能的影响。最后，提出了一个初步选择的电机所需的执行机构进行测试轨迹的速度和扭矩。
2009-04-01 cs.RO physics.class-ph
A Six Degree-Of-Freedom Haptic Device Based On The Orthoglide And A Hybrid Agile Eye
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
提出了一种基于并联机构的六自由度触觉装置的运动学设计方法。第一个，称为orthoglide，提供平移运动，第二个，称为敏捷眼，产生旋转运动。这两个运动解耦，以简化的直接和逆运动学，因为它是需要实时控制。为了减少惯性负载，电机固定在基座上，并使用具有两个万向节的传动装置将旋转运动从基座传递到末端执行器。提出了两种可供选择的手腕（i），具有三个自由度的敏捷眼或（ii）由具有旋转电机的两自由度敏捷眼的组装制成的混合手腕。最后一个是优化，以增加其刚度和减少运动部件的数量。
2007-07-24 cs.RO
A Topological Kinematic Workspace Analysis of the Canfield Joint
Lehigh University（利哈伊大学）；NASA Glenn Research Center（美国国家航空航天局格伦研究中心）
我们使用拓扑技术做工作空间分析的坎菲尔德关节，机械连杆机构由两个板连接的三个腿。Canfield关节有三个自由度，可以使用连接到战略位置的基础上的三个执行器进行控制。在进行工作空间分析的过程中，我们描述了一种新的方法来控制关节，其中包括前向和逆运动学的元素。然后，这个控制过程被用来回答的问题，如何工作空间的关节变化的故障模式的可能性，其中一个自由度丢失。
2018-09-06 cs.RO
Development of Direct Kinematics and Workspace Representation for Smokie Robot Manipulator & the Barret WAM
The University of Tennessee（田纳西大学）
本文讨论了两个6自由度手臂机器人的建模。机器人建模的第一步是建立其Denavit-Hartenberg参数。它需要为每个链接分配适当的坐标并找到它们的确切尺寸。在这个项目中，我们将开发两个机械手的正运动学和工作空间表示：烟雾机器人和巴雷特WAM。在求出D-H参数并建立变换矩阵后，利用MATLAB编程实现了它们的变换。
2017-07-18 cs.RO
Kinematic Parameter Optimization of a Miniaturized Surgical Instrument Based on Dexterous Workspace Determination
Chongqing University（重庆大学）；Chongqing University-University of Cincinnati Joint Co-op Institute（重庆大学-辛辛那提大学联合学院）；Imperial College London（帝国理工学院）
机器人辅助医疗保健和治疗非常需要小型化仪器，特别是对于微创手术，因为它可以更灵活地进入受限的解剖干预。但是，由于小型化和大灵活工作空间的操作能力的矛盾需求，机器人的设计更具挑战性。因此，在这种情况下，运动学参数优化具有重要意义。为此，本文提出了一种基于灵巧工作空间确定的方法，用于在必要的约束下设计小型化肌腱驱动手术器械。工作空间的确定是通过边界确定和分区和最小二乘多项式拟合方法的体积估计。最后的机器人配置与优化的运动学参数被证明是合格的足够大的灵巧工作空间和目标的小型化尺寸。
2021-07-08 cs.RO
An Exhaustive Study of the Workspace Topologies of all 3R Orthogonal Manipulators with Geometric Simplifications
本文分析了至少有一个DH参数为零的三回转正交机器人的工作空间。这些机械手被分为不同的组具有相似的运动学特性。分类标准基于工作空间的拓扑结构。每个组进行评估，根据有趣的运动学特性，如工作空间子区域的大小可达到四个逆运动学解决方案，存在和大小的空隙，和可行的路径在工作空间中的区域的大小。
2007-07-24 cs.RO
An Exhaustive Study of the Workspaces Tolopogies of all 3R Orthogonal Manipulators with Geometric Simplifications
IRCCyN, Institut de Recherche en Communications et Cybernetique de Nantes（南特通信与控制研究所（IRCCyN））；McGill University（麦吉尔大学）
本文提出了一种三回转正交机器人的分类，至少有一个他们的DH参数等于零。这种分类基于其工作空间的拓扑结构。工作空间的特点是在一个半横截面的奇异曲线。工作空间拓扑由出现在这些奇异曲线上的尖点和节点的数量定义。机械手分为不同的类型具有相似的运动学特性。每种类型的评估，根据有趣的运动学特性，如工作空间是否完全达到四个逆运动学解决方案或没有，存在的空隙，和连续的轨迹在工作空间中的可行性。研究发现，多个正交机械臂具有“良好连通”的工作空间，即它们的工作空间是完全可达的，具有四个逆运动学解，并且任何连续轨迹都是可行的。这一结果是感兴趣的替代机械手几何形状的设计。
2007-08-28 cs.RO
Workspace and Kinematic Analysis of the VERNE machine
本文介绍了工作空间和逆运动学和正运动学分析的VERNE机，一个串行/并行5轴机床设计的Fatronik的IRCCyN。该机床由三自由度并联模块和两自由度串联可倾工作台组成。平行模块由一个移动平台组成，该平台通过三个不同的腿连接到固定基座。该特征涉及（i）移动平台的旋转和平移的同时组合，其通过倾斜台平衡，以及（ii）其形状和体积作为工具长度的函数而变化的工作空间。本文总结了在欧洲项目NEXT（“下一代生产系统”）的背景下取得的成果。
2007-07-24 cs.RO
Kinematics, workspace and singularity analysis of a multi-mode parallel robot
Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes（南特数字科学实验室）；Dalian Huarui Heavy Industry Technical Centre（大连华锐重工技术中心）
一类可重构并联机器人通过锁定和释放被动关节，通过穿越约束奇异点来改变运动模式。本文研究了一种含有可锁Pi和R（转动）关节的3-PRPiR并联机器人的运动学、工作空间和奇异性分析。这里，如果其可锁定的P（棱柱）关节被锁定，则Pi关节可以充当1-DOF平面链，或者如果其可锁定的P关节被释放，则Pi关节可以充当2-DOF RR串联链。机器人的操作模式包括具有移动平台的旋转轴的两个不同方向的3 T操作模式到三个2 T1 R操作模式。详细地讨论了机器人在各种工作模式下的运动学逆运动学和正运动学。通过对机器人工作空间的分析，可以知道机器人在每种工作模式下所能到达的工作空间区域。在赫瑞瓦特大学建造的原型是用来说明这项工作的结果。
2017-08-07 cs.RO
Kinematics and workspace analysis of a 3ppps parallel robot with u-shaped base
Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes（南特数字科学实验室）；École Polytéchnique de Montréal（蒙特利尔理工学院）
本文对具有等边移动平台和U形基座的3-PPPS并联机器人进行了运动学分析。所提出的设计和适当的选择参数，使制定更简单的直接和逆运动学的研究中的机械手。与操纵器相关联的平行奇点仅取决于末端执行器的取向，并且因此仅取决于末端执行器的取向。四元数参数用于表示方面，即工作空间的无奇异区域。一个柱形代数分解是用来表征工作空间和关节空间与低数量的细胞。得到判别簇来描述每个单元的边界。通过这些简化，3-PPPS并联机器人与建议的设计可以声称是最简单的6自由度机器人，这进一步使其适用于工业应用。
2017-05-16 cs.RO
Uniqueness Domains in the Workspace of Parallel Manipulators
École Centrale de Nantes（南特中央理工学院）；Université de Nantes（南特大学）
本文研究了并联机器人的新运动学特征。众所周知，并联机器人通常允许几个直接运动学解用于给定的一组输入关节值。本文的目的是描述的唯一域的工作空间的并联机器人，以及他们的形象在关节空间。研究的重点是最常见的情况下，并联机器人只有一个逆运动学解。在[Borrel 86]中为串联机械手引入的方面的概念被重新定义为这样的并联机械手。然后，它表明，它是可能的链接到正向运动学问题的几个解决方案，而不会遇到一个奇点，从而意味着方面是不是唯一域。一组额外的表面，即特征表面，其特征在于将工作空间划分为基本区域并产生新的唯一域。本文以3-RPR平面并联机器人为例进行了研究。空间的八叉树模型用于计算关节空间、工作空间和所有其他新定义的集合。
2007-05-07 cs.RO
A Comparative Study between Two Three-DOF Parallel Kinematic Machines using Kinetostatic Criteria and Interval Analysis
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制论研究所）；INRIA Sophia-Antipolis（法国国家信息与自动化研究所索菲亚-安蒂波利斯分院）
对两种三平移并联机构的工作空间进行了分析。这两台机器具有三个固定的线性关节。第一台机器的关节轴是正交的，而第二台机器的关节轴是平行的。在这两种情况下，移动平台在笛卡尔$x-y-z$空间中以固定的方向移动。工作空间分析是在规定的静力学性能的基础上进行的。基于区间分析的方法被用来计算该工作空间和包围在该工作空间中的最大立方体。
2007-07-19 cs.RO
The Design of a Novel Prismatic Drive for a Three-DOF Parallel-Kinematics Machine
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制论研究所）；McGill University（麦吉尔大学）
本文介绍了一种新型棱柱传动的设计。这种传动是基于滑动O型凸轮，凸轮机构与多个滚子安装在一个共同的平移从动件。滑动O型凸轮的设计在其他地方有报道。因此，该驱动器提供了纯滚动运动，从而减少了齿条和齿轮以及线性驱动器的摩擦。这些特性可用于设计并联机器的新型传动装置。在本文中，这种传输优化，以取代滚珠丝杠的三自由度并联机器人优化的加工应用。
2007-05-09 cs.RO
Inverse Kinematics and Dexterous Workspace Formulation for 2-Segment Continuum Robots with Inextensible Segments
连续体机器人的逆运动学（IK）问题在过去的几十年中得到了深入的研究。在常曲率弯曲假设下，得到了变节长连续体机器人的封闭形式的IK解。试图缩小差距走向一个完整的解决方案，本文提出了一个有效的解决方案，为IK问题的2段连续体机器人与一个或两个不可扩展的部分（又名，恒定段长度）。通过将机器人的形状表示为分段线段，将配置变量从IK公式中分离出来，使得求解一个单变量非线性方程导致整个IK问题的解决方案。深入研究了连续体机器人位形变量限制和角速度奇异性对末端执行器灵巧工作空间边界的影响。这个灵巧的工作空间配方，这是第一次推导出的最好的作者的知识，是特别有用的，以找到最接近的方向时，目标姿态的目标方向是灵巧的工作空间。在50万例的仿真实验中，该方法与基于雅可比矩阵的IK方法的计算效率得到了显著提高，解决了100%的IK问题。
2021-10-05 cs.RO
The Design of a Novel Prismatic Drive for a Three-DOF Parallel-Kinematics Machine
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）；CNRS（法国国家科学研究中心）；McGill University（麦吉尔大学）
本文介绍了一种新型棱柱传动的设计。这种传动是基于滑动凸轮，凸轮机构与多个滚子安装在一个共同的平移从动件。滑动凸轮的设计在其他地方报道。因此，该驱动器提供了纯滚动运动，从而减少了齿条和齿轮以及线性驱动器的摩擦。这些特性可用于设计并联机器的新型传动装置。在本文中，这种传动是为了取代滚珠丝杠在tablide，三自由度并联机器人的加工应用。
2011-04-07 cs.RO
A novel partially-decoupled translational parallel manipulator with symbolic kinematics, singularity identification and workspace determination
Changzhou University（常州大学）；Nanjing Vocational Institute of Mechatronic Technology（南京机电职业技术学院）；Dalian University of Technology（大连理工大学）；Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N)（南特数字科学实验室）
采用基于位姿特征方程的并联机构拓扑设计方法，提出了一种新型三自由度平移并联机器人。所提出的PM仅由低活动度关节和驱动棱柱关节组成，并对三个重要的运动学问题进行了研究。第一方面涉及TPM的几何建模与其拓扑特征，如POC，自由度和耦合度，从它的符号直接运动学的解决方案很容易获得。此外，输入输出运动的解耦性能直接评估，而无需雅可比分析。随后，基于逆运动学，识别TPM的奇异配置，其中，借助于基于Gr{<$}bner的消除操作来可视化奇异表面。最后，TPM的工作空间的几何方法进行评估。与著名的Delta机器人相比，该3-DOF TPM具有较少的关节和连杆，从而降低了结构复杂性。其符号正运动学和部分解耦特性将简化路径规划和动态分析。TPM可用于制造大型工件。
2021-06-08 cs.RO
An Interval Analysis Based Study for the Design and the Comparison of 3-DOF Parallel Kinematic Machines
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制论研究所）；Ecole Centrale de Nantes（南特中央理工学院）；Université de Nantes（南特大学）；Ecole des Mines de Nantes（南特矿业学院）；CNRS（法国国家科学研究中心）；INRIA Sophia-Antipolis（法国国家信息与自动化研究所索菲亚-安提波利斯分部）
本文提出了一种基于区间分析的三自由度并联机床的设计与比较方法。使用了两个设计标准，（i）规则的工作空间形状，以及（ii）需要在整个工作空间中尽可能均匀的动静力性能指数。基于区间分析的方法考虑了这两个准则：在规定的运动静力学性能的基础上，工作空间进行分析，以找出最大的正则笛卡尔工作空间所包围的工作空间。介绍了描述该方法的算法。利用该方法对两种用于加工的三平移并联机构进行了比较。第一台机器的特点是三个固定的直线接头，它们垂直安装，第二台机器的特点是三个平行安装的直线接头。在这两种情况下，移动平台在笛卡尔x-y-z空间中以固定取向移动。
2007-08-08 cs.RO
Definition sets for the Direct Kinematics of Parallel Manipulators
Institut de Recherche en Cybernétique de Nantes（南特控制论研究所）；École Centrale de Nantes（南特中央理工学院）；Université de Nantes（南特大学）
本文的目的是描述的唯一域的工作空间的并联机器人，以及他们的形象在关节空间。在[Borrel 86]中为串联机械手引入的方面的概念被重新定义为这样的并联机械手。然后，它示出，它是可能的链接到直接运动学问题的几个解决方案，而不满足一个奇点，从而意味着方面是不唯一的域。额外的表面的特点，在工作空间中产生新的唯一域。空间的八叉树模型用于计算关节空间、工作空间和所有其他新定义的集合。本文以3-RPR平面并联机器人为例进行了研究。
2007-05-07 cs.RO
Kinematically Controllable Cable Robots with Reconfigurable End-effectors
Nan Zhang（独立研究者）
针对索驱动机器人增加缆索导致的旋转工作空间减小和张力解非唯一问题，提出一种结合弹簧、螺旋槽轴与轴承的简单可重构末端执行器，使机构非冗余，实现纯运动学控制。
2025-11-03 cs.RO
Kinematic Analysis of a Family of 3R Manipulators
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
列举了一类3-回转（3R）定位机械手的工作空间拓扑。工作空间的特点是在一个半横截面的奇异曲线。工作空间拓扑由出现在这些奇异曲线上的尖点的数量定义。设计参数空间被划分为五个域，所有的机械手具有相同数量的尖点。每个分离面都以DH参数的显式形式给出。作为本文工作的一个应用，我们给出了一个3R正交机械臂是尖点的充要条件，即在不遇到奇异点的情况下改变姿态。该条件被设置为DH参数中的显式表达式。
2007-07-15 cs.RO
An Optimization-Based Inverse Kinematics Solver for Continuum Manipulators in Intricate Environments
针对高自由度连续体机械臂在多障碍复杂环境中的逆运动学难题，提出一种融合避障及长度、方向等约束的基于优化的IK求解器，仿真验证其灵活、高效、鲁棒且延迟可接受。
2024-10-27 cs.RO
Working Modes and Aspects in Fully-Parallel Manipulator
Institut de Recherche en Cybernétique de Nantes（南特控制论研究所）；École Centrale de Nantes（南特中央理工学院）
本文的目的是表征的概念方面的工作空间和关节空间的并联机器人。与串联机器人相反，并联机器人不仅可以有多个逆运动学解，而且可以有多个正运动学解。在[Borrel 86]中为串联机器人引入了方面的概念，在[Wenger 1997]中为只有一个逆运动学解的并联机器人重新定义了方面的概念，并为一般的完全并联机器人重新定义了方面的概念。在关节速率矢量和笛卡尔速度矢量之间的运动学关系中出现了两个雅可比矩阵，称为“逆运动学“和“正运动学”矩阵。这些矩阵的研究允许分别定义的并行和串行奇点。工作模式的概念被引入到分离的逆运动学解。这样，我们就可以找到工作空间和关节空间中不存在奇异的区域。应用于机械手工作空间的可动性分析以及路径规划与控制。本文以RR-RRR平面并联机器人为例说明了这一研究。
2007-07-13 cs.RO
Kinematic Optimization of Phalanx Length Ratios in Robotic Hands Using Potential Dexterity
Advanced Robotics Research Center, Korea Institute of Machinery & Materials (KIMM)（韩国机械材料研究院先进机器人研究中心）
本文提出基于潜在灵巧性的机械手指节长度比优化框架，通过全局操作性、工作空间体积等指标评估，识别最优设计配置，分析可达性、灵巧性和可控性之间的权衡。
2026-04-22 cs.RO
A Comparative Study of Parallel Kinematic Architectures for Machining Applications
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）；Université Laval（拉瓦尔大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；École Centrale de Nantes（南特中央理工学院）；Université de Nantes（南特大学）；École des Mines de Nantes（南特矿业学院）
并联运动机构是一种有趣的机械加工应用的替代设计。本文研究了三种二自由度并联机构的结构。这三种机构具有两个恒定长度的支柱，其沿着具有不同相对取向的固定线性致动关节滑动。在相同的笛卡尔工作空间下对三种机构进行了比较研究。通常期望的工作空间属性是矩形形状和给定的动静力性能。每个设计结果的机器尺寸被用作比较标准。本文所分析的二自由度机床机构可以通过增加第三关节而推广到三轴机床。
2007-07-25 cs.RO
Geometric Workspace Analysis and Transmission-Aware Dynamics of a Serial Spherical Tool for Microsurgery
Moorfields Eye Hospital NHS Foundation Trust（莫尔菲兹眼科医院 NHS 基础信托）；King’s College London（国王学院伦敦）
提出一种用于显微外科的串行球形机构（带额外平移自由度）的运动学与传动感知设计框架，通过解析工作空间公式和传动感知动力学方法实现快速设计评估。
2026-05-23 cs.RO
Humanoids for Robot-Assisted Surgery: Bimanual Base Placement and Tool-Mount Optimization via Capability Maps
本研究提出基于能力图的人形机器人基座与工具安装联合优化框架，在三种手术中评估可达性，证明其优于基线方法，并揭示近端应用潜力与局限。
2026-09-29 cs.RO
Convex Iteration for Distance-Geometric Inverse Kinematics
University of Toronto（多伦多大学）；University of Zagreb（萨格勒布大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
逆运动学（IK）是寻找满足一个或多个末端执行器的位置或姿态约束的机器人关节配置的问题。对于具有冗余自由度的机器人，通常存在无穷多的非凸解集。当工作空间中的障碍物施加碰撞避免约束时，IK问题进一步复杂化。在一般情况下，封闭形式的表达式产生可行的配置不存在，激励使用数值求解方法。然而，这些方法依赖于非凸问题的局部优化，通常需要精确的初始化或多次重新初始化才能收敛到有效的解。在这项工作中，我们首先制定逆运动学复杂的工作空间约束作为一个凸可行性问题，其低秩可行点提供精确的IK解决方案。然后，我们提出了\texttt{CIDGIK}（凸迭代距离几何逆运动学），一个算法，解决了这个可行性问题的一系列半定方案，其目标是鼓励低秩极小。我们的问题制定优雅地统一了机器人的配置空间和工作空间的约束：内在的机器人几何形状和避障都表示为简单的线性矩阵方程和不等式。我们对各种流行的机械手模型的实验结果表明，更快，更准确的收敛比传统的非线性优化为基础的方法，特别是在环境中有许多障碍物。
2022-07-06 cs.RO
Joint space and workspace analysis of a two-DOF closed-chain manipulator
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制论研究所）
利用四叉树模型和基于区间分析的方法计算平面并联机构的广义方面，即关节空间和工作空间的笛卡尔积中的最大无奇异区域。并联机构的逆运动学模型和正运动学模型可以有多种解。这些奇异位形将关节空间和工作空间划分为若干个互不连通的区域。为了计算这个域，可以通过使用空间的离散化来制作四叉树模型。不幸的是，使用这种方法，一些奇异配置不能被检测为关节空间中的单个点。基于区间分析的方法，使我们能够确保没有奇异点没有被发现，并减少计算时间。在一个简单的两自由度平面并联机构上进行了实验。
2010-12-13 cs.RO
Design and Analysis of 6-DOF Triple Scissor Extender Robots with Applications in Aircraft Assembly
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
提出了一种新型的可伸缩并联机器人机构，分析了其运动学特性和设计参数。三剪式延长器（TSE）是一种6自由度机器人机构，用于到达高高的天花板并定位末端执行器。三个平移机构平行布置，其底端联接到线性滑动件，并且顶部顶点附接到末端执行器板。末端执行器的任意位置和方向可以通过位于基座处的六个线性致动器的协调运动来实现。通过改变关键的几何参数，TSE的设计可以产生特定的期望的工作空间体积和差动运动行为。不同的TSE的一般运动学模型的推导，和运动学特性，包括工作空间，奇异性，和雅可比奇异值，进行评估。从这些表达式中，四个关键的设计参数被确定，并分析其对工作空间体积和雅可比奇异值的灵敏度。在自主飞机装配的案例研究，提出了使用的见解，从设计参数的研究。
2020-07-02 cs.RO
P-FABRIK: A General Intuitive and Robust Inverse Kinematics Method for Parallel Mechanisms Using FABRIK Approach
ShanghaiTech Automation and Robotics (STAR) Center, School of Information Science and Technology, ShanghaiTech University（上海科技大学自动化与机器人中心（STAR）中心，信息科学与技术学院，上海科技大学）
P-FABRIK是一种基于FABRIK算法的通用逆运动学方法，通过拓扑分解策略解决冗余并联机构的逆运动学问题，具有鲁棒性和高效性。
2025-12-28 cs.RO
MiniBEE: A New Form Factor for Compact Bimanual Dexterity
Dept. of Mechanical Engineering（机械工程系）；Dept. of Computer Science（计算机科学系）；Columbia University（哥伦比亚大学）
本文提出MiniBEE，一种紧凑双臂灵巧性装置，通过3+自由度臂的耦合保持抓取器相对位置，提升灵巧空间并实现两种操作模式。
2026-03-25 cs.RO
Kinematic Analysis of the vertebra of an eel like robot
Institut de Recherche en Communications et Cybernétique de Nantes（南特通信与控制研究所）
本文以并联机构球腕的运动学分析为研究对象。这项研究是法国一个更大项目的一部分，该项目旨在设计和建造一个类似鳗鱼的机器人来模仿鳗鱼游泳。为了在原型的控制律上实现正运动学和逆运动学，我们需要评估不同机构之间没有任何碰撞的工作空间。倾斜和扭转参数用于表示工作空间。
2008-06-03 cs.RO physics.class-ph
Inverse Kinematics of Some General 6R/P Manipulators
Research Institute for Symbolic Computation, Johannes Kepler University（约翰内斯·开普勒大学符号计算研究所）；University of the Philippines Diliman（菲律宾大学迪里曼分校）
本文在HuPf算法的基础上，提出了一种求解一般串联2 RP 3R、2 R 2 P 2 R、3RP 2 R和6 R机器人逆运动学的算法。我们通过对偶四元数在$\mathbb{P}^7$中用一个拟投射簇识别了该操纵器的3-子链。这允许我们计算描述包含这些3-子链的子链的线性空间的线性形式。我们提出的数值例子，说明了算法，并显示真正的解决方案。
2019-06-11 cs.CG cs.RO
Comparing Z3 and A3 PKM Heads: Which Is Superior and Why?
Zhejiang University（浙江大学）；Robotics Research Center of Yuyao（余姚机器人研究中心）；Yuyao Technology Innovation Center（余姚科技创新中心）
本文比较Sprint Z3与A3并联主轴头，发现尽管参数相同且寄生运动相似，Z3因关节与连杆序列差异而在刚度、工作空间和条件数分布上更优，更适合大型部件精密加工。
2024-04-29 cs.RO
MVB-Grasp: Minimum-Volume-Box Filtering of Diffusion-based Grasps for Frontal Manipulation
Unitree（单位树）；Intel（英特尔）
本文提出MVB-Grasp方法，通过引入最小体积包围盒几何先验，提升低成本机械臂在受限工作空间中的正前方抓取成功率，结合几何过滤与重评分函数，验证了其在Z1机械臂上的有效性。
2026-05-10 cs.RO
Configuration-Dependent Robot Kinematics Model and Calibration
Rensselaer Polytechnic Institute（伦塞拉尔理工学院）
本文提出一种基于局部指数积模型和傅里叶基函数插值的配置相关运动学标定框架，在两个六自由度工业机器人上将最大定位误差降低超过50%，满足冷喷涂制造的亚毫米精度要求。
2025-10-22 cs.RO
Inverse Kinematics for Serial Kinematic Chains via Sum of Squares Optimization
University of Toronto（多伦多大学）；University of Zagreb（萨格勒布大学）；Vector Institute（向量研究所）
逆运动学是关节型机器人的一个基本问题：需要快速准确的算法将任务相关的工作空间约束和目标转换为可行的关节配置。一般来说，串联运动链的逆运动学是一个困难的非线性问题，很难获得封闭形式的解。因此，计算效率高的数值方法，可以适应一般类的机械手是非常重要的。%到运动规划和工作空间生成任务。本文利用凸优化技术求解了二维和三维高冗余度球铰串联运动链带关节极限约束的逆运动学问题。这是通过一种新的制定逆运动学作为最近点问题，并与快速平方和求解器，利用串行机械手的运动约束的稀疏性。我们的方法具有全局最优性的事后认证和多项式的自由度自由度的数量缩放的运行时间的优点。此外，我们证明了我们的凸松弛导致一个全局最优解时，满足一定的条件，并证明经验，这些条件是常见的，并代表许多实际情况。最后，我们提供了我们的算法的开源实现。
2020-10-29 cs.RO math.OC
Multi-objective Generative Design Framework and Realization for Quasi-serial Manipulator: Considering Kinematic and Dynamic Performance
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Cho Chun Shik Graduate School of Mobility（赵春植移动研究生院）
本研究提出准串联机械臂多目标生成式设计框架，结合深度学习代理模型、多目标优化与数据挖掘，兼顾运动学与动力学性能，提取设计规则并通过3D打印样机验证有效性。
2024-01-08 cs.RO cs.SY eess.SY
Reconfigurable Tendon-Driven Robots: Eliminating Inter-segmental Coupling via Independently Lockable Joints
School of Mechanical Engineering and Automation, Harbin Institute of Technology (Shenzhen)（机械工程与自动化学院，哈尔滨工业大学（深圳））
针对多节段腱驱动机器人的节段间耦合问题，本文提出带可独立锁定关节的RTR，通过拮抗腱选择性驱动目标节段，并用仅含六电机的七关节原型验证了性能。
2025-07-23 cs.RO
Safety-related Tasks within the Set-Based Task-Priority Inverse Kinematics Framework
University of Cassino and Southern Lazio（卡西诺和南拉齐奥大学）
在本文中，我们提出了一个框架，允许自动处理不同类型的安全相关的任务的机器人手臂的运动控制。所开发的控制器是基于任务优先级逆运动学算法，该算法允许机械手的运动，同时尊重定义在关节或在操作空间中的平等为基础的或基于集合的任务的形式的约束。这使得有可能将任务定义为关节限制、避障或限制操作空间中的工作空间。此外，已经实现了一种使用深度测量实时计算机械手与环境中其他物体之间的最小距离的算法，有效地实现了避障任务。Jaco $^2$机械手的实验，在RGB-D传感器用于障碍物检测的环境中操作，显示所开发的系统的有效性。
2019-05-29 cs.RO
Working and Assembly Modes of the Agile Eye
École de Technologie Supérieure（高等技术学院）
本文对一种特殊的球形平行腕关节--敏捷眼进行了深入的运动学分析。敏捷眼机器人是一种三足球面并联机器人，具有转动关节，相邻关节轴正交。本文首次证明了它的最大特点是其工作空间是无限的，并且只有六条奇异曲线（而不是曲面）。此外，这些曲线对应于移动平台的自运动。本文还表明，与任何其他复杂的空间机器人，敏捷眼（组装模式）的正运动学的四个解决方案有一个简单的几何关系与八个解决方案的逆运动学（工作模式）。
2007-08-29 cs.RO
