Influence of design parameters on the singularities and workspace of a 3-RPS parallel robot

Influence des paramètres de conception sur les singularités et l’espace de travail d’un 3-RPS robot parallèle

Ranjan Jha (1) , Damien Chablat (2, 3) , Luc Baron (1)

1 EPM - École Polytechnique de Montréal
2 LS2N - Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes
3 LS2N - équipe ReV - Robotique Et Vivant

This paper presents the variations in the workspace, singularities and joint space with respect to the design parameter k of the 3-RPS parallel manipulator. Also the influence on the parasitic motions due to the design parameters is studied, which plays an important role in the selection of the manipulator for a desired task. The cylindrical algebraic decomposition method and Gröbner based computations are used to model the workspace and joint space with the parallel singularities in 2R1T and 3T projection spaces, where the orientation of the mobile platform is represented by using quaternions. These computations are useful to select the optimum value for the design parameter such that the parasitic motions can be limited to specific values. Depending on the design parameter k, three different configurations of the 3-RPS parallel robot are analyzed.

Cet article présente les variations de l'espace de travail, des singularités et de l'espace articulaire en fonction d'un paramètre de conception k qui est le ratio entre les dimensions de la plate-forme mobile et les dimensions de la base du manipulateur parallèle 3-RPS. On étudie également l'influence de ce paramètre de conception sur les mouvements parasites, qui joue un rôle important dans la sélection du robot pour une tâche souhaitée. La méthode de décomposition algébrique cylindrique et les bases de Gröbner sont utilisés pour modéliser l'espace de travail et l'espace articulaire ainsi que les singularités parallèles dans les espaces de projection 2R1T et 3T, où l'orientation de la plate-forme mobile est représentée en utilisant des quaternions. Ces calculs sont utiles pour sélectionner la valeur optimale pour le paramètre de conception de telle sorte que les mouvements parasites puissent être limités à des valeurs spécifiques. En fonction du paramètre k, trois configurations différentes du robot parallèle 3-RPS sont analysées.

Mots clés: Parallel Robot; Singularities; 3-RPS; Workspace; Kinematics

Mots clés: Singularité; Espace de travail; Cinématique; Robot parallèle

Domaines: Robotique [cs.RO]

Ranjan Jha, Damien Chablat, Luc Baron. Influence of design parameters on the singularities and workspace of a 3-RPS parallel robot. CCToMM Symposium on Mechanisms, Machines, and Mechatronics, May 2017, Montréal, Canada. ⟨hal-01519620⟩