В статье рассматривается процесс проектирования сферического механизма с параллельной структурой для задач трехосевой стабилизации систем технического зрения мобильных робототехнических комплексов. Проведен сравнительный обзор существующих платформ позиционирования камер, обоснован выбор топологии с тремя вращательными степенями подвижности, обеспечивающей три степени свободы вращения, с пересекающимися осями для минимизации инерционности системы. Описан алгоритм нисходящего проектирования твердотельной 3D-модели в облачной САПР OnShape. Представлены концептуальные решения по компоновке полезной нагрузки (модуля камеры массой 50 г) в оптическом центре вращения механизма. Габаритные размеры разработанной установки составили 2650х2650х1500 мм, в качестве актуаторов выбраны сервоприводы MG995. Сформулирована базовая математическая модель решения обратной задачи кинематики, необходимая для последующего синтеза системы управления.
This paper considers the design process of a spherical mechanism with a parallel structure for three-axis stabilization of machine vision systems in mobile robotic platforms. A comparative review of existing camera positioning platforms is carried out, and the choice of a topology with three rotational degrees of freedom is justified, providing full three-axis rotational mobility with intersecting axes to minimize system inertia. An algorithm for top-down design of a solid 3D model in the cloud-based CAD system Onshape is described. Conceptual solutions for integrating the payload (a camera module weighing 50 g) at the optical center of rotation of the mechanism are presented. The overall dimensions of the developed system are 2650 × 2650 × 1500 mm, and MG995 servo drives are selected as actuators. A basic mathematical model for solving the inverse kinematics problem is formulated, which is required for subsequent control system synthesis.