訾斌：国家自然科学基金机械工程学科2019年度优秀结题项目
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訾斌
合肥工业大学
2016年1月-2019年12月
合肥工业大学
电液复合驱动模块化可重构柔索并联机器人动态耦合特性、控制技术及实验研究
近年来，柔索并联机器人装备在工程领域得到了日益广泛的应用，为满足柔索并联机器人多功能、高速度、高精度、高可靠、大负载、智能化等性能方面的要求，需探索包括机构、驱动、传感、控制、执行系统等要素在内的多自由度复合驱动柔索并联机器人机构创新设计理论和复杂机电系统集成科学问题。本项目以电液复合驱动模块化可重构柔索并联机器人为研究对象，采取理论研究与原理性实验验证相结合、基础研究与关键技术应用研究相结合的方式，深入开展该可重构柔索并联机器人模块化可重构创新设计、动态耦合特性与监控、不确定性分析以及协同避障研究，相关技术在机器人和智能制造等领域得到了应用，有效提升了柔索并联机器人的综合性能，为其装备研发和广泛应用奠定基础。
设计了一种电液复合驱动模块化可重构柔索并联机器人，进行了结构综合分析并提出了机器人的可重构分析方法；建立了考虑柔索弹性及动力系统的电液复合驱动模块化可重构柔索并联机器人耦合动力学模型，开展模块化可重构柔索并联机器人动态特性分析，设计开发了一种变刚度装置，通过实验验证了基于变刚度装置的变刚度控制方法的可行性和有效性；开展可重构柔索并联机器人协同重构避障与路径规划研究，提出了拓扑约束及障碍物间临界支撑线的无碰撞运动区域求解算法，开发了基于增强人工势场法的约束运动规划技术；研制了电液复合驱动模块化可重构柔索并联机器人实验平台，通过逆运动学与动力学实验、动态轨迹规划实验以及变刚度实验验证了机器人动力学性能以及控制方法的可行性和有效性；针对同时含有混合随机区间模型和复合函数的复杂不确定性问题，建立了多机协作机器人系统等效方程，提出了混合摄动复合函数矩法；构建了基于机器视觉的模块化可重构柔索并联机器人移动构件快速定位方法，研发了动态性能监控软件，相关技术在机器人和智能制造等领域得到了应用。
发表高水平SCI期刊论文17篇，EI论文3篇，发表在Mechanismand Machine Theory, Nonlinear Dynamics, Journal of Sound and Vibration, ASMECND, ASME JCISE, ROBOT CIM-INT MANUF, Chin. J. Mech. Eng，《机械工程学报》等本领域重要期刊，出版Springer学术专著1部，培养青年骨干教师2名，培养博士研究生2名、硕士研究生4名，举办国际会议1次，授权美国发明专利1项，国家发明专利6项，授权软件著作权3项，部分成果获安徽省科技进步一等奖。
编辑：金程 校对：张彤
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