넓은 범위, 높은 강성 및 빠른 응답의 동적 추적 작업을 완료하기 위해 광학 동적 추적에 적용되는 3-RRR 동축 구면 병렬 메커니즘을 연구하였다. 먼저, 기하 벡터법을 통해 메커니즘의 순운동학 및 역운동학을 분석하였으며, 벡터 투영에 기반하여 최대 8개의 해석적 역해 중에서 구성에 부합하는 유일한 역해를 도출하였다. 제안된 역운동학 알고리즘에 따라 순운동학의 최대 8가지 폐쇄해 중 실제 구성에 대응하는 유일한 정해를 결정하였다. 이후, 순·역운동학 해법 알고리즘, 운동 특이성 지표 및 충돌 제약 알고리즘을 결합하여 무특이점 및 무충돌 조건에서 동축 구면 추적 메커니즘의 실제 데카르트 공간 및 구성 공간 분포를 체계적으로 분석하였다. 마지막으로, 단위 쿼터니언 이론을 기반으로 동적 플랫폼의 자세 구면 보간법을 구축하여 작업 공간 내 임의 자세에서 목표 자세까지의 부드러운 변환을 실현하였다. 계산 및 실험 결과는 운동학 해석 정해 알고리즘이 제약 반복 알고리즘에 비해 계산 속도가 94% 향상되고 계산 오차가 10^-14로 감소하며 초기값 선택 문제가 없음을 보여준다. 작업 공간 해석 결과, 무운동학 특이점 및 충돌이 없는 메커니즘의 피치 각도는 48.42°~138.42°에 달하고 방위각은 -180°~180°에 이른다. 이 범위 내에서 지향축을 중심으로 한 롤 자유도는 여전히 존재한다. 이론적 분석 및 실험 모두 동축 구면 병렬 추적 메커니즘이 우수한 운동 성능을 가지고 있으며 광학 동적 추적 작업의 요구를 충족함을 나타낸다.

병렬 메커니즘;동적 추적;순·역운동학;작업 공간;궤적 계획;동축 구면