Научное обоснование и разработка механизмов параллельно-последовательной структуры для многокоординатных манипуляционных систем

Цель: разработка нового семейства механизмов параллельно-последовательной структуры с пятью степенями свободы для решения широкого круга технических задач, связанных с многокоординатными манипуляционными системами. Сформулирован общий подход к структурному синтезу этих механизмов. Для нового семейства механизмов достигается новое качество, объединяющее преимущества механизмов последовательной структуры, характеризуемых большой рабочей зоной, и механизмов параллельной структуры, обладающих повышенными показателями по жёсткости, точности и грузоподъёмности. Проведена классификация механизмов нового семейства, разработаны 78 базовых схем, каждая из которых может быть развита, и получены новые конкретные структурные и кинематические схемы. Разработан общий метод кинематического и динамического анализа без применения линеаризации. Рассмотрены прямые и обратные задачи динамики с применением алгоритма управления, который минимизировал ошибку по положению, скорости и ускорению. Проанализированы ситуации, когда модель не соответствует реальным параметрам механизма, при этом используемый алгоритм позволил осуществить управление с достаточной точностью. Выявлены общие свойства механизмов параллельно-последовательной структуры с пятью степенями свободы, связанные с особыми положениями, определён подход к анализу точности. Подобраны схемы и проведён синтез механизмов параллельно-последовательной структуры для аддитивных технологий, вертебральных и урологических операций, для исследования свойств плазмы. Разработаны конструкции, изготовлены действующие прототипы и макеты механизмов, проведены их численные и натурные экспериментальные исследования. Характеристики механизмов частично проанализированы с точки зрения экспериментального подхода.