高動的応答、高精度かつ広範囲の光電追跡タスク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跡架を研究した。幾何ベクトルとスピノルの関係に基づき、追跡架の順運動学・逆運動学モデルを構築し、信頼領域反復法と組立モード制約を組み合わせて唯一の運動学解を選別する解法を検討した。ヤコビ行列を用いて条件数を計算し、重畳した支線角度制約条件下で追跡架の衝突なし・自由度欠損なしの作業空間を解析した。解析結果は追跡架のピッチ角が48.4°～131.6°、方位角が無限大であることを示した。最後に、単位四元数Slerpと三次ベジェ曲線速度連続化を組み合わせた軌跡計画法を提案し、追跡架が異なる姿勢間で連続的かつ滑らかな動作を実現した。実験結果は、提案した運動学解法の角度誤差のオーダーが少なくとも<inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><msup><mrow><mn mathvariant="normal">10</mn></mrow><mrow><mo>-</mo><mn mathvariant="normal">11</mn></mrow></msup></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/86F3EF2D-87BB-447b-9F36-244383EAF3EA-M001.jpg"/><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/86F3EF2D-87BB-447b-9F36-244383EAF3EA-M001c.jpg"/></alternatives></inline-formula>°であることを示し、構築モデルと解決モデル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、設定された計画時間内で追跡架の姿勢と角速度が連続して滑らかに収束し、全軌跡に特異点がなく、同軸球面並列機構に基づく望遠鏡追跡架が優れた構造特性と運動能力を持つことをさらに検証した。

並列機構;望遠鏡追跡架;運動学;作業空間;軌跡計画