外转动副驱动可实现2~3平动自由度的轻型并联机械手因可易于实现高速运动,且成本较低,故在构建某些电子制造装备执行机构方面具有一定的潜力,但必须在设计、制造和控制方面攻克一系列理论与技术难题(如静、动态刚度、精度等)。本项目拟研究这类并联机械手动态设计与控制一体化技术,包括结构布局、运动学与动力学建模与动态设计、运动学标定,以及自适应控制等,并结合电子制造中典型封装和插装工艺研制样机以验证理论与方法的正确性和有效性。这一工作对推动并联机器人机构学基础理论和关键技术基础研究,拓展其工程应用范围具有重要的意义。
结合高速、高精度执行机构的要求,本项目以具有我国自主知识产权的2平动自由度高速、轻型并联机械手Diamond为对象,系统研究了动力尺度综合、伺服电机参数匹配、精度设计、高速抓取轨迹规划、运动部件轻量化设计,固定增益控制器参数整定,以及自适应控制等内容,攻克了动态设计与控制一系列关键技术,为Diamond机构的产业化奠定了坚实的基础。上述理论成果在IEEE TRO和ASME JMD等刊物和会议上发表论文11篇,被SCI/EI收录8篇次。此外,还用于指导我国首条高性能锂离子电池自动化分选成套装备开发,使得分选种类达24种,效率超过240支/分,填补了我国电池自动分选生产线空白。实现专利实施使用权转让1项,转让费200万元,用于医用液体软袋、取得重要的社会和经济效益。该项目被基金委评为2006年优秀项目。