広範囲、高剛性および迅速な応答を要する動的追跡タスクを達成するために、光学動的追跡に適用される3-RRR同軸球面並列機構を研究した。まず、幾何ベクトル法により機構の正運動学および逆運動学を解析し、ベクトル射影に基づいて最大8組の解析的逆解から構成に一致する唯一の逆解を導出し、提案した逆運動学アルゴリズムに基づき、正運動学の最大8種類の閉ループ解の中から実際の構成に対応する唯一の正解を特定した。次に、順逆運動学解法アルゴリズム、運動特異性指標および衝突制約アルゴリズムを組み合わせて、奇異点および衝突のない条件下での本類型の同軸球面追従機構の実際のデカルト空間および構成空間分布を体系的に分析した。最後に、単位四元数理論に基づいて動プラットフォーム姿勢球面補間法を構築し、作業空間内で任意の姿勢から目標姿勢への滑らかな変換を実現した。計算および実験結果は、運動学解析正解アルゴリズムが拘束反復アルゴリズムに比べて計算速度を94%向上させ、計算誤差を10^-14に低減し、初期値選択の問題がないことを示している。作業空間解法結果は、運動学的特異点および衝突のない機構のピッチ角が48.42°～138.42°、方位角が-180°～180°に達することを示している。この範囲内で指向軸まわりのロール自由度は依然として存在する。理論分析および実験の両者が、同軸球面並列追跡機構が優れた運動性能を有し、光学動的追跡タスクの要求を満たしていることを示している。

並列機構;動的追跡;正逆運動学;作業空間;軌跡計画;同軸球面