Singularity-Free Fully-Isotropic Translational Parallel Manipulators

I meccanismi paralleli possiedono caratteristiche vantaggiose, quali un elevato carico pagante rispetto al peso del robot, una considerevole rigidezza, bassa inerzia e alte prestazioni dinamiche. In particolare, i manipolatori paralleli con meno di sei gradi di libertà hanno recentemente attratto l’attenzione dei ricercatori, potendo il loro impiego risultare utile in applicazioni nelle quali non sia necessaria una più alta mobilità. L’oggetto della presente tesi è costituito dai manipolatori paralleli traslanti (TPM), così detti in quanto il proprio membro terminale (piattaforma) esibisce un moto di pura traslazione rispetto al telaio. La prima parte affronta, in termini generali, il problema della sintesi topologica, nonché della classificazione, dei TPM. In particolare, s’individuano le architetture che le gambe di un TPM devono possedere affinché la piattaforma del meccanismo possa traslare liberamente nello spazio senza alterare il proprio orientamento. La seconda parte studia le singolarità dei TPM, tanto quelle di vincolo quanto quelle dirette, e individua speciali famiglie di meccanismi completamente isotropi. Tali manipolatori mostrano proprietà notevoli, in quanto sono privi di singolarità e possiedono una matrice jacobiana ortogonale e costante in tutto lo spazio di lavoro. I problemi di posizione sia diretto che inverso risultano lineari e l’analisi cinematica immediata.