科研方向

B.人机交互

----并联机器人研发以及在现代制造中的应用

并联机构(Parallel Mechanism)可以定义为动平台和定平台通过至少两个独立的运动链相联接,机构具有两个或两个以上自由度,且以并联方式驱动的一种闭环机构,典型的并联机构是Stewart机构。并联机器人和传统工业用串联机器人在哲学上对立统一,和串联机器人相比较,其工作区间较小,在活动平台上不如串联机器人操作手灵活,但并联机器人具有以下特点:第一.并联结构其平台同时由若干杆件支承,与串联的悬臂结构相比,刚度大,而且结构稳定;第二,由于刚度大,并联机构较串联机构在相同的自重或体积下有较高的承载能力;第三,串联机构的误差是各个关节误差的积累和放大,误差大且精度低,并联机构没有误差的积累和放大关系,误差小且精度高;第四,并联机构工作空间不大,精度和分辨率都很高,可作为微动机构,这一点是串联机构所不能比拟的。根据这些特点,并联机器人在需要高刚度、高精度或者大载荷而无须很大工作空间的领域内得到了广泛应用。比如用作运动模拟器、并联机床、微操作机器人、生物医疗设备和天文望远镜的姿态调整装置等。基于并联机器人的机床研究被认为是未来机器人在现代制造工业中应用的关键技术之一。本方向是以张丹教授和余永教授在加拿大和日本的研究工作为基础,在智能所发展的新的学科增长点。

本方向涵盖以下研究内容:柔性并联机器人运动静力学分析;并联机器人动平衡研究;并联机床刚/精度分析, 多目标性能优化;多自由度模块化机器人;基于网络的远程控制系统;可重组制造系统;并联机器人新型构型设计与分析;变形机器人新概念设计及应用,等等。