سنتز بازوهای موازی 3t1r با درجات آزادی مستقل با استفاده از تیوری 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. یکی از این بازوها، بازوی موازی 3t1r با 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 تیوری پیچه با کاربردی وسیعتر، جهت سنتز نوع بازوهای موازی به کار گرفته شده است. بعلاوه، سنتز بازوهای موازی با حرکت های کاملاً ناوابسته مورد مطالعه وسیعتری بوده است، حال آنکه سایر انواع درجات آزادی مستقل از این بازوها کمتر مورد توجه قرار گرفته‌اند. یکی از انواع درجات آزادی مستقل، گروه های ناوابسته حرکتی می باشند که در آنها هر گروه از خروجی‌ها، از یک سری مشخص از مفاصل محرک نتیجه می شوند. در این مقاله گروه‌های ناوابسته حرکتی از بازوهای 3t1r بدون درجه آزادی زاید با مفصل اول محرک در هر چهار پا، با استفاده از تیوری پیچه معرفی شده است. از مقایسه معادلات سینماتیکی حاکم بر گروه‌های ناوابسته حرکتی با ماتریس ژاکوبین بر اساس تیوری پیچه، علاوه بر تعریف جامع گروه‌های ناوابسته، وضعیت هندسی ممکن رنچ‌های تحریک هر گروه‌ ارایه شده است. در نهایت، با استفاده از وضعیت هندسی رنچ‌های تحریک هر گروه، کلیه پاهای ممکن جهت تشکیل بازوی موازی از هر گروه مشخص شده است.