Study of the antagonistic stiffness of parallel manipulators with actuation redundancy

In this paper parallel manipulators, consisting of a basic antropomorph kinematic chain and parallel chains with redundant in number linear actuators are investigated. Antagonistic stiffness, as a result of the actuation redundancy is also studied. A kinematic model of parallel manipulators and a stiffness model are created. Conditions for specification of the antagonistic stiffness are considered and the possibilities for generation of a desired stiffness matrix are investigated. Approaches for specification of a desired compliance along a given direction in the operation space and for specification of the biggest compliance in the operation space are proposed. A scheme for stiffness control of manipulators with actuation redundancy is developed on the basis of the above cited approaches. Computer experiments are performed and a graphic interpretation of the results is presented. Zusammenfassung Untersuchung der antagonistischen steifigkeit von paralell geschalteten manipulatoren mit redundanten antrieben Betrachtet werden manipulatoren, welche hintereinandergeschaltete antropomorphe kinematische ketten und paralelle ketten mit überflüßiger anzahl motoren für lineare verschiebung enthalten. Es wird die antagonistische steifigkeit als ergebnis der überflüßigkeit von antrieben untersucht. Aufgestellt ist ein kinematisches modell von paralelle manipulatoren und ein steifigkeitsmodell. Betrachtet sind die bedingungen zum spezifizieren der antagonistischen steifigkeit, sowie der möglichkeit für generieren einer beliebigen steifigkeits––matrize untersucht. Zur regelung der manipulatoren sind ansätze zum spezifizieren der gewünschten nachgiebigkeit in vorgegebener richtung im operationsraum vorgeschlagen, sowie zum spezifizieren der oberen grenze der nachgiebigkeit. Aufgrund dieser ansätze ist ein schema zum stifnes-kontrolle bei überflüßigkeit der antriebe erstellt. Es sind computer-experimente durchgeführt und die ergebnisse sind graphisch dargestellt.