Implementierung einer strukturunabhängigen Dynamikmodellierung für parallelkinematische Maschinen

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist die Implementierung einer automatischen Dynamikmodellierung für parallelkinematische Maschinen. Diese dient unter anderem der automatischen Struktur- und Maßsynthese neuartiger Roboter in Abhängigkeit einer vorgegeben Aufgabenspezifikation. Als Grundlage wird eine bereits vorhandene Maple-Toolbox verwendet, mit der aber bisher nur serielle und hybride Strukturen berechnet werden können. Da der zu implementierende Ansatz nach Abdellatif et al. auf der getrennten Betrachtung der Beinketten und der Plattform basiert, wurde die Toolbox so erweitert, dass auf die vorhandenen Lösungen für serielle Ketten zurückgegriffen werden kann. Um das Dynamikmodell, das über den Lagrange'sche Formalismus aufgestellt wird, in Minimalform zu erhalten, werden die Bewegungsgleichungen der Teilsysteme in den Plattform-Koordinatenraum projiziert. Als Referenz dienen in dieser Arbeit zwei weitere Implementierungen zur Berechnung der Dynamik, die auf einer ähnlichen Projektion auf Basis der kinematischen Zwangsbedingungen bzw. auf der Verwendung der Newton-Euler-Methode basieren. Die Lösungen wurden hinsichtlich Recheneffizienz, Struktur der Lösung und verfahrensbedingte Begrenzungen für verschiedene Roboterstrukturen untersucht und mit denen der Referenzen verglichen.