Paralleelmehanisme

Paralleelmehanisme is een type mechanisch systeem waarbij de eindeffector is bevestigd aan de basis via meerdere onafhankelijke kinematische ketens die parallel aan elkaar verlopen. In tegenstelling tot seriële mechanismen, waarin beweging via één opeenvolgende keten plaatsvindt, bestaan parallele systemen uit meerdere korte ketens die samen de beweging sturen. Dit levert doorgaans een hogere stijfheid, nauwkeurigheid en draagvermogen voor een relatief laag gewicht, maar gaat gepaard met een complexere kinematiek en een vaak beperkter werkgebied.

Kinematiek en structuur: Een typisch paralleelmehanisme bestaat uit een vaste basis, een beweegbaar platform en meerdere armen of verbindingsstangen die elk een lineaire actuator of een andere beweeginrichting bevatten. De armen vormen gesloten ketens tussen basis en platform. De meest bekende typen zijn het Gough–Stewart-platform (zes lineaire actuatoren die een volledig 6-DOF beweging mogelijk maken) en de Delta-robot (drie translatoire DOF met hoge snelheid, opgebouwd uit parallelogramachtige structuren).

DoF en kenmerken: Doordat de actuatoren aan de basis bevestigd zijn, wordt de last direct door het platform gedragen, wat de stijfheid en de dynamische respons verhoogt. Het werkgebied kan beperkt zijn en hangt sterk af van mogelijke singulariteiten in de configuratie.

Toepassingen en ontwerpuitdagingen: Parallele mechanismen worden toegepast in flight simulators, precisie- en robuuste pick-and-place-machines, CNC-systemen en medische apparatuur. Ontwerp vraagt om complexe kinematische analyses, nauwkeurige productie en geavanceerde besturingsstrategieën om singulariteiten, speling en dynamische effecten te beheersen.

Geschiedenis: Het concept ontstond in de jaren zestig met het Stewart-platform, later bekend als het Gough–Stewart-platform. Sindsdien zijn talloze varianten ontwikkeld voor uiteenlopende toepassingen.