Kinematic Modeling, Linearization and First-Order Error Analysis

This chapter deals with a modular method for the kinematic analysis of parallel kinematic machines (PKM) at discrete points within their workspace. Firstly, a modular approach is presented for calculating the forward kinematic transmission function of some widely used parallel kinematic machines. This includes the well-known Stewart-Gough-platforms of general geometry, the Delta-robots, and parallel machines with legs of constant length. The kinematic analysis is based on the kinetostatic method and permits to calculate the position, velocity, and acceleration transmission from the articulated joints towards the moveable platform of the machine. Furthermore, a force transmission is defined based on kinetostatic duality. By means of a simple numerical calculation schema, a comprehensive first-order sensitivity analysis is performed. Finally, it is shown how to set up the stiffness matrix for the aforementioned robots. Computational examples of the proposed algorithms are presented

Analysis and Synthesis of Parallel Kinematic Machine Tools

In dieser Arbeit werden Methoden zur Maßsynthese von Parallelkinematik-Werkzeugmaschinen für gegebene Prozessanforderungen untersucht. Dazu wird zunächst ein generisches Modell einer Maschine vorgeschlagen, das aus einem Baukasten von Komponenten zusammengestellt wird und das eine Analyse der kinematischen Eigenschaften anhand der kinetostatischen Methode erlaubt. Durch Kombination der Module kann leicht eine ganze Familie verschiedener PKM modelliert werden. Für diese Mechanismen wird die Berechnung der inversen und direkten Kinematik automatisiert. Es wird ein allgemeines Verfahren vorgestellt, das eine vollständige Sensitivitätsanalyse und darauf aufbauend eine Untersuchung der Genauigkeit und Steifigkeit der Maschine erlaubt. Ferner wird skizziert, wie sich das generische Modell für die Kalibrierung von PKM verwenden lässt. Die Berechnung und Verifizierung des Arbeitsraums einer PKM wird als sog. constraint satisfaction problem formuliert und ausführlich anhand von der Intervallanalyse untersucht. Besonderes Augenmerk wird dabei einer Methode gewidmet, die alle Arbeitsschritte innerhalb eines Programmgerüsts (Framework) zusammenfasst. Damit kann ein Anwender von einer vorläufigen Analyse bis hin zur Maßsynthese und Optimierung alle Berechnungen mit dem gleichen Modell durchführen. Durch den modularen Aufbau kann frei ausgewählt werden, welche Prozessanforderungen für die jeweilige Berechnung berücksichtigt werden. Bei der Maßsynthese werden alle geometrischen Parameter einer Klasse von Maschinen bestimmt, so dass jede dieser Maschinen über die vorgegebenen Eigenschaften verfügt. Anhand dieser Menge gültiger Varianten werden durch eine globale Optimierung Maschinen ermittelt, die eine ausgewählte Zielfunktion minimieren. Aufgrund der speziellen Eigenschaften der verwendeten Intervallanalyse wird diese Optimierung so gestaltet, dass das globale Minimum garantiert gefunden wird. Da die Algorithmen sehr rechenintensiv sind, wird eine Implementierung für parallele Computer vorgeschlagen.This work addresses methods for parameter synthesis of parallel kinematic machine tools for given process requirements. Firstly, a generic model of a parallel kinematic machine (PKM) is introduced, which is built from a set of generic components and which uses the kinetostatic method for the analysis of the kinematic properties. By combination of the modules a wide class of different PKM is covered. For these mechanisms, one can setup automatically the inverse and direct kinematics. Furthermore, a new and efficient method is proposed for sensitivity analysis of closed-loop mechanisms such as PKM. This method is applied to the analysis of accuracy and stiffness of PKM. Moreover, it is shown how to utilize the kinetostatic model for calibration. The calculation and verification of the workspace of PKM is expressed in terms of a constraint satisfaction problem and interval analysis is applied to solve this constraint satisfaction problem. Special attention is paid to elaborate an integral method which allows integrating all relevant tasks within one framework. By means of the proposed method, an engineer can use the same model for the whole development, beginning from a preliminary analysis of workspace and ending with parameter synthesis as well as optimization. The modular structure of the constraints allows choosing which process requirements are taken into account. As part of the parameter synthesis, all geometric variants of the machine tools are found that fulfil the given process requirements throughout every point of the predescribed workspace. This set of machines is used as search space in a global optimization. Thus, the presented algorithms solve a complex constrained global optimization problem. By means of the properties of the applied interval analysis, it is guaranteed that the global optimum is determined. At the same time, the given process requirements are satisfied in every point of the workspace. Since the proposed algorithms show a long computational time, an implementation for parallel computer is proposed, that can exploit the upcoming multi-core micro processors

Orte des Tourismus

Wozu Raum? Welche Bedeutung haben räumliche Formen und raumbezogene Semantiken für den Aufbau, die Stabilisierung und die Veränderung sozialer Strukturen? Am Beispiel des modernen (Städte-)Tourismus stellt sich das Buch diesen Fragen und zeigt, dass Raum hier unter anderem als Medium der Erwartungsbildung dient. Die gesellschafts- und raumtheoretische Analyse verfolgt zugleich das Ziel, die Potentiale der Systemtheorie für die Schärfung einer Sozialtheorie des Raums zu nutzen

Orte des Tourismus: Eine raum- und gesellschaftstheoretische Untersuchung

Wozu Raum? Welche Bedeutung haben räumliche Formen und raumbezogene Semantiken für den Aufbau, die Stabilisierung und die Veränderung sozialer Strukturen? Am Beispiel des modernen (Städte-)Tourismus stellt sich das Buch diesen Fragen und zeigt, dass Raum hier unter anderem als Medium der Erwartungsbildung dient. Die gesellschafts- und raumtheoretische Analyse verfolgt zugleich das Ziel, die Potentiale der Systemtheorie für die Schärfung einer Sozialtheorie des Raums zu nutzen

Orte des Tourismus

Wozu Raum? Welche Bedeutung haben räumliche Formen und raumbezogene Semantiken für den Aufbau, die Stabilisierung und die Veränderung sozialer Strukturen? Am Beispiel des modernen (Städte-)Tourismus stellt sich das Buch diesen Fragen und zeigt, dass Raum hier unter anderem als Medium der Erwartungsbildung dient. Die gesellschafts- und raumtheoretische Analyse verfolgt zugleich das Ziel, die Potentiale der Systemtheorie für die Schärfung einer Sozialtheorie des Raums zu nutzen

A Vision-Based Referencing Procedure for Cable-Driven Parallel Manipulators

In the last three decades, cable-driven parallel robots (CDPRs) have captured a growing attention in the robotics field. Indeed, they promise to bring automation in fields where it is not affirmed yet, granting ease of scaling and reconfigurability. For large-workspace cable robots, accuracy is an important issue. In this paper, a look-and-move procedure is proposed, based on a wireless camera, to refer the coordinate frame of the CDPR platform to another known coordinate frame. Two sample cases are studied and presented. In the first, the proposed vision-based system is employed to let the platform precisely attain its home position. In the second, the platform is referenced to an external coordinate frame, in order to accurately accomplish an assigned task. For both cases, experiments are successfully carried out

Molecular Gas in NUclei of GAlaxies (NUGA) III. The warped LINER NGC3718

16 pages, 17 figures.-- Published in: A&A 442, 479-493 (2005), publisher version available at: http://dx.doi.org/10.1051/0004-6361:20041731.We present the first interferometric observations of CO(1–0) and CO(2–1) line emission from the warped LINER NGC 3718, obtained with the IRAM Plateau de Bure Interferometer (PdBI). This L1.9 galaxy has a prominent dust lane and on kiloparsec scales, a strongly warped atomic and molecular gas disk. The molecular gas is closely associated with the dust lane across the nucleus and its kinematic center is consistent with the millimeter continuum AGN. A comparison of our interferometric mosaic data, which fully cover the ~ 9 kpc warped disk, with a previously obtained IRAM 30m single dish CO(1–0) map shows that the molecular gas distribution in the disk is heavily resolved by the PdBI map. On the nucleus the interferometric maps alone contain less than one half of the single dish line flux, and the overall mosaic accounts for about a tenth of the total molecular gas mass of ~ 2.4 × 108M⊙. After applying a short-spacing correction with the IRAM 30m data to recover the missing extended flux, we find in total six main source components within the dust lane: one associated with the nucleus, four symmetrically positioned on either side at galactocentric distances of about 1.3 kpc and 4.0 kpc from the center, and a sixth on the western side at ~ 3 kpc with only a very weak eastern counterpart. In the framework of a kinematic model using tilted rings, we interpret the five symmetric source components as locations of strong orbital crowding. We further find indications that the warp appears not only on kpc scales, but continues down to ~ 250 pc. Besides the sixth feature on the western side, the lower flux (a factor of ~ 2) of the eastern components compared to the western ones indicates an intrinsic large scale asymmetry in NGC 3718 that cannot be explained by the warp. Indications for a small scale asymmetry are also seen in the central 600 pc. These asymmetries might be evidence for a tidal interaction with a companion galaxy (large scales) and gas accretion onto the nucleus (small scales). Our study of NGC 3718 is part of the NUclei of GAlaxies (NUGA) project that aims at investigating the different processes of gas accretion onto Active Galactic Nuclei (AGN).The research presented in this paper has been financially supported in part by the SFB 494. Stéphane Léon is partially supported by DGI Grant AYA 2002-03338 and Junta de Andalucía.Peer reviewe