Para atender às demandas de tarefas de rastreamento optoeletrônico de alta dinâmica, alta precisão e ampla faixa, foi estudada uma estrutura de rastreamento de telescópio baseada em um mecanismo paralelo esférico coaxial. Com base na relação entre vetores geométricos e espinores, foi estabelecido o modelo cinemático direto/inverso da estrutura, e estudado um método de solução que utiliza iteração de domínio de confiança combinada com restrições de modo de montagem para filtrar a única solução cinemática. Usando a matriz jacobiana para calcular o número condicionante e sob a restrição do ângulo das ramificações sobrepostas, foi analisado o espaço de trabalho da estrutura sem colisão e sem perda de graus de liberdade. A análise mostrou que o ângulo de arfagem da estrutura varia entre 48,4° e 131,6°, enquanto o ângulo azimutal é ilimitado. Por fim, foi proposto um método de planejamento de trajetória que combina o Slerp de quaternions unitários com a continuidade da velocidade de Bézier cúbica, alcançando um movimento contínuo e suave entre diferentes posturas da estrutura. Os resultados experimentais mostraram que a ordem do erro angular do método cinemático proposto é pelo menos <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>°, validando a alta consistência entre o modelo estabelecido e o modelo de solução. Em experimentos de apontamento de múltiplas posturas-chave, dentro do tempo de planejamento definido, a postura e a velocidade angular da estrutura garantiram convergência contínua e suave, sem pontos singulares em toda a trajetória, validando ainda as excelentes características estruturais e capacidades de movimento da estrutura de rastreamento de telescópio baseada em mecanismo paralelo esférico coaxial.

mecanismo paralelo;estrutura de rastreamento de telescópio;cinemática;espaço de trabalho;planejamento de trajetória