二元超冗余机器人具有不需要反馈控制、精度高、低成本、轻质、高负载能力等优点,在航空航天、医疗、精密操作等领域具有良好的应用前景。本项目旨在深入研究基于少自由度并联机构的二元超冗余机器人构型综合与优选、运动敏感性、柔性多体动力学建模、动力学模型简化与求解算法、振动特性分析等理论问题,并以实验样机验证理论成果。项目主要研究成果包括(1) 系统研究了作为二元超冗余机器人模块的3,4自由度并联机构构型综合与优选,提出一类具有自由度分岔特性的4自由度并联模块,并建立了用于拓扑构型优选的性能指标;(2) 研究了基于3-PRRU并联模块的二元超冗余机器人的运动学、工作空间、建立了柔性多体动力学模型;(3) 对基于3-PRRU并联模块的二元超冗余机器人进行了模态分析,获得了其主要振动特性参数,提出了一种以结构固有频率为约束条件的优化设计方法;(4) 完成了基于3-PRRU并联模块的二元超冗余机器人虚拟样机,对其进行了运动学、动力学仿真,设计制造了物理样机。研究成果共发表期刊论文6篇,分别为两本英文专著撰写其中一章,获发明专利2项。
英文主题词binary actuation;lower-mobility parallel mechanism; Lie group; screw theory; dynamic