سنتز بازوهای موازی 3t1r با درجات آزادی مستقل با استفاده از پیچه

جداسازی درجات آزادی بازوهای موازی علاوه بر طراحی بازوهای موازی با درجات آزادی کمتر، منجر به ساختار مکانیکی ساده تر، فضای کاری بیشتر، کنترل ساده تر، دقت بیشتر و هزینه ساخت کمتر می شود. از جمله این بازوها، بازوی موازی 3t1r شامل سه درجه آزادی انتقالی در فضا و یک درجه آزادی دورانی حول محور ثابت است. طراحان روش های سیستماتیک مختلفی را جهت دستیابی به بازوهای موازی با درجات آزادی مستقل ابداع کرده اند. در این میان روش پیچه با کاربردی وسیعتر، جهت سنتز نوع بازوهای موازی به کار گرفته شده است. بر اساس دانش نگارنده، سنتز بازوهای موازی با حرکت های کاملا ناوابسته بیشتر مورد مطالعه قرارگرفته است، حال آنکه سایر انواع درجات آزادی مستقل از این بازوها کمتر مورد توجه بوده است. یکی از انواع درجات آزادی مستقل، گروه های ناوابسته حرکتی می باشند که در آنها هر گروه از خروجی ها، از یک سری مشخص از مفاصل محرک نتیجه می شوند. در این مقاله گروه های ناوابسته حرکتی از بازوهای 3t1r بدون درجه آزادی زاید با مفصل اول محرک در هر چهار پا، با استفاده از روش پیچه معرفی شده است. از مقایسه معادلات سینماتیکی حاکم بر گروه های ناوابسته حرکتی با ماتریس ژاکوبین بر اساس پیچه، علاوه بر تعریف جامع گروه های ناوابسته، وضعیت هندسی ممکن رنچ های تحریک هر گروه ارائه شده است. در نهایت، با استفاده از وضعیت هندسی رنچ های تحریک هر گروه، کلیه پاهای ممکن جهت تشکیل بازوی موازی از هر گروه مشخص شده است.