A novel 3-PUU parallel mechanism and its kinematic issues

Wang, Liping; Xu, Honggang; Guan, Liwen; Yu, Zhi Gang

doi:10.1016/j.rcim.2016.05.003

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“…The principal difference between the proposed 3‐PUU parallel manipulator represented in Figures and and the 3‐PUU manipulator produced by Liping et al. lies in the arrangement of the universal joints' axes. In each limb of Liping's manipulator, the first axis of the first universal joint is parallel to the axis of the prismatic joint, while in our manipulator this axis is normal to it.…”

Section: Differences From Previous Systemsmentioning

confidence: 95%

“…It is worth mentioning that some 3‐PUU parallel manipulators already exist. () All these 3‐PUU manipulators except Liping's have three pure translational (3T) DOFs. Liping's manipulator has 2R1T DOFs so it can be utilized as an orientation mechanism.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…() All these 3‐PUU manipulators except Liping's have three pure translational (3T) DOFs. Liping's manipulator has 2R1T DOFs so it can be utilized as an orientation mechanism. The major drawback of Liping's manipulator is that its bending angle cannot exceed 58° in any direction.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Development of a new 3‐DOF parallel manipulator for minimally invasive surgery

Khalifa

Fanni

Mohamed

et al. 2018

Robotics Computer Surgery

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This article proposes a novel dexterous endoscopic parallel manipulator for minimally invasive surgery. The proposed manipulator has 3 degrees of freedom (3-DOF), which consist of two rotational DOFs and one translational DOF (2R1T DOFs). The manipulator consists of 3 limbs exhibiting identical kinematic structure. Each limb contains an active prismatic joint followed by 2 consecutive passive universal joints. The proposed manipulator has a unique arrangement of its joints' axes. This unique arrangement permits large bending angles, ±90° in any direction, and a workspace almost free from interior singularities. These advantages allow the proposed manipulator to outperforms existing surgical manipulators. However, this unique arrangement makes the analysis of the robot extremely difficult. Therefore, a geometrical/analytical approach is used to facilitate its singularity analysis. Construction of the virtual prototype is accomplished using ADAMS software to validate the proposed manipulator and its bending capability. A closed-form solution for inverse kinematics is obtained analytically. Also, the forward kinematics solution is obtained numerically. Moreover, evaluation of the workspace is achieved using motion/force transmissibility indices. A practical experiment has been performed using a scaling technique and PID controller. The experimental results show the feasibility of the teleoperated surgical system using the proposed parallel manipulator as the slave.

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Section: Differences From Previous Systemsmentioning

confidence: 95%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Development of a new 3‐DOF parallel manipulator for minimally invasive surgery

Khalifa

Fanni

Mohamed

et al. 2018

Robotics Computer Surgery

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“…Para el caso de los robots 3RRR, Chen et al (2015) presentan la cinemática directa y la matriz jacobiana basada en teoría de screws obteniendo un modelo simple que describe las carácterísticas relevantes y puede extenderse al modelo dinámico, incluyendo las relaciones entre las variables de las juntas actuadas, y las variables del efector final. Otras alternativas importantes para la obtención de modelos cinemáticos se presentan en Wu and Carricato (2017), Liping et al (2016), Wu et al (2015) y Xiong et al (2016) donde se obtiene la cinemática de varios robots paralelos. Partiendo de los modelos cinemáticos de Cardona (2009), Cardona (2015) se formula un modelo dinámico compacto basado en la formulación de Euler Lagrange considerando, por medio de los jacobianos, las relaciones entre las variables de las juntas actuadas y las variable del actuador final.…”

Section: Introductionunclassified

Obtención de un Modelo Dinámico para un Robot 3RRR Basado en Teoría de Screws

Serrano

Rodrı́guez

Cardona

2018

Rev. iberoam. autom. inform. ind.

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En este artículo se propone una nueva técnica para la obtención de un modelo dinámico de robots 3RRR a partir de un modelo cinemático basado en teoría de screws, la cual permite obtener la cinemática de un robot ya seaésta abierta o cerrada. Primero se obtiene el modelo cinemático de una forma compacta y a partir deéste se llega al modelo dinámico aplicando el método de Euler Lagrange, con ello se transfieren las características de simplicidad y compacidad del modelo cinemático al dinámico. El modelo dinámico se obtiene inicialmente para las juntas actuadas y luego para las coordenadas del efector a través de sus interrelaciones. Para comprobar la efectividad de este desarrollo teórico se prueba el modelo obtenido con un controlador proporcional-derivativo (PD) ya que provee de una estrategia de control simple que luego puede ser extendida a controladores más efectivos.Palabras Clave: Cinemática, Dinámica, Robot Paralelo, Teoría de Screws, Robot 3RRR. Dynamic Model Derivation of a 3RRR Robot Based in Screw Theory AbstractIn this article a technique to obtain a dynamic model of a 3RRR robot from its kinematic model based on screw theory is proposed, which allows to obtain the open or closed robot kinematics. First the kinematic model is obtained in a compact form and then the dynamic model is obtained from the Euler Lagrange method, with this the simplicity and compactness characteristics are transferred to the dynamic model. The dynamic model is obtained initially for the actuated joints and then for the effector coordinates through its interrelations. To prove the effectiveness of this theoretical derivation the obtained model is tested with a proportional-derivative controller (PD) because it provides a simple control strategy that can be extended later to more effective controllers. Keywords:Kinematics, Dynamics, Parallel Robot, Screw Theory, 3 RRR Robot IntroducciónLos robots paralelos o de cadena cinemática cerrada poseen mayor precisión, rigidez, capacidad de carga y desarrollan mayores velocidades que los robots serie o de cadena cinemática abierta, estas ventajas los hacen especialmente atractivos para aplicaciones industriales como la manipulación y almacenaje de piezas. En su contra está el inconveniente de la complejidad en la obtención de sus modelos cinemático y dinámico, así como la dificultad de lograr una representación simple y compacta de los mismos. En la literatura abundan modelos orientados al control cinemático, y es mucho menor el número de publicaciones que abordan el enfoque del control dinámico del robot, siendoéste el que provee mayor robustez y rechazo a perturbaciones. En este trabajo se presenta un procedimiento orientado al control dinámico haciendo uso de la teoría de screws en la fase de modelado. Dicha teoría se ha aplicado en la obtención de modelos cinemáticos compactos para varios tipos de robots paralelos consiguiendo resultados satisfactorios, tal co- * Autor para correspondencia: serranofer@eclipso.eu Este artículo ha sido aceptado para su publicación en un futuro número d...

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“…Al expresar la ecuación (4.1) en la forma de la ecuación (4.57) y diferenciar ambos lados se obtiene la expresión de la velocidad en la punta de la herramienta de corte en la ecuación (4.58) (Liping et al 2016…”

Section: Análisis Inverso De Velocidadesunclassified

Influencia del comportamiento de una máquina de cinemática paralela en los procesos de micromecanizado de filo único

Fajardo-Pruna¹

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AgradecimientosQuiero expresar aquí mi agradecimiento a todas aquellas personas e instituciones que me han apoyado de una forma u otra durante los años que he pasado desarrollando este trabajo. De forma especial a mi familia, mi madre, mi padre y mis hermanos, sin cuyo constante apoyo esto no habría sido posible. Mi eterna gratitud a mi compañera, mi otra mitad, D.ª Daniela Barreiro, por su apoyo, paciencia y aliento durante los años de realización de este trabajo. Este logro también es tuyo. Gracias al director de tesis, D. Antonio Vizán Idoipe, por su constante ayuda y guía que ha servido para que este trabajo haya salido adelante. Gracias también a la profesora de la Universidad de León, D.ª Hilde Pérez y al profesor de la Universidad de la Frontera, D. Eduardo Diez; sus consejos, ayuda, ánimos y apoyo han sido un gran soporte durante este tiempo.Agradecer a mis compañeros del programa de doctorado en Ingeniería Mecánica de la UPM, en especial a D. Luis López-Estrada, por su apoyo y amistad en cada día, buenos y malos, del largo camino que ha sido el desarrollo de la tesis doctoral. de Pillajo por su sincera amistad, su apoyo y soporte durante toda mi estancia en Madrid.Quisiera agradecer a D. Ramón San Miguel y D. Javier Tena, técnicos del laboratorio de fabricación de la UPM, por su amistad, apoyo y buena disposición que siempre tuvieron durante toda la realización de este trabajo. Agradecimientos IIMi agradecimiento a todos los profesores

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A novel 3-PUU parallel mechanism and its kinematic issues

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Development of a new 3‐DOF parallel manipulator for minimally invasive surgery

Development of a new 3‐DOF parallel manipulator for minimally invasive surgery

Obtención de un Modelo Dinámico para un Robot 3RRR Basado en Teoría de Screws

Influencia del comportamiento de una máquina de cinemática paralela en los procesos de micromecanizado de filo único

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