高い動的応答性、高精度、大範囲の光電追尾課題の要求を満たすために、同軸球面並列機構に基づく望遠鏡追尾架台を研究した。幾何学的ベクトルとスピナーの関係に基づき、追尾架台の順・逆運動学モデルを構築し、信頼領域反復法と組み立てモード制約を組み合わせて唯一の運動学的解を選別する解法を研究した。ヤコビ行列を用いて条件数を計算し、重畳支鏈角度制約下で、追尾架台の衝突なしかつ自由度欠損なしの作業空間を解析した。解析結果より、追尾架台のピッチ角は48.4°～131.6°、方位角は無限大であることを示した。最後に、単位四元数のSlerpと三次ベジェ速度連続化を組み合わせた軌道計画手法を提案し、異なる姿勢間の追尾架台の連続的かつ滑らかな運動を実現した。実験結果は、提案する運動学解法の角度誤差のオーダーが少なくとも< 10^-11°であり、構築モデルと解法モデル間の高い一致性を検証した。複数のキーポーズ指向実験において、設定した計画時間内で追尾架台の姿勢と角速度はいずれも連続的かつ滑らかに収束し、軌道全体に特異点はなく、同軸球面並列機構に基づく望遠鏡追尾架台の優れた構造特性と運動能力をさらに検証した。

並列機構;望遠鏡追尾架台;運動学;作業空間;軌道計画