俞滨：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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俞滨
燕山大学
2017年1月-2019年12月
燕山大学
高性能足式仿生机器人腿部液压驱动系统主被动复合柔顺控制
以足式生物为仿生对象的液压驱动型足式仿生机器人可胜任野外复杂环境下探测、运输、救援、军事辅助等任务。该类机器人在运动过程中对各关节的柔顺性有很高的要求，研究能够适用于机器人液压驱动系统的主被动复合柔顺控制方法，具有迫切需求。在本项目资助下，建立了基于灵敏度分析和实验修正的液压驱动系统数学模型及机电液协同仿真系统，掌握了多控制方法融合的机器人腿部液压驱动系统主动柔顺控制方法，得到了机器人腿部液压驱动系统主被动相结合的复合柔顺控制方法，有效抑制了机器人足端时变负载特性并缓解来自未知高刚度环境的碰撞冲击，对提高机器人运动控制性能具有重要意义。
图1 足式机器人腿部柔顺控制框图
图2 足式机器人腿部柔顺控制方法
图3 足式机器人足端负载模拟试验台
图4 足式机器人单腿高精度位置控制
图5 高精力控制夹持乒乓球
图6 液压驱动单元柔顺控制夹持熟鸡蛋
图7 足式机器人高性能单腿主动柔顺控制
1. 科研获奖
2017年获河北省科技进步一等奖“高集成性阀缸一体化液压驱动单元设计理论及控制技术”，排名第2。
图8 河北省科技进步一等奖
2. 人才培养
项目负责人2018年入选河北省组织部“河北省青年拔尖人才”、2020年入选河北省教育厅“河北省高等学校青拔人才”、河北省团委“河北省冀青之星优秀青年典型”、河北省科协“首批河北省机械领域青年学术英才”；项目负责人指导博士研究生2019年获上银优秀机械类博士论文特别奖、指导硕士研究生2019年获第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖、河北省金奖(全省第1名)；培养博士研究生毕业1名，硕士研究生毕业6名。
3. 论文专著
项目负责人以第1或通讯作者发表学术论文17篇(均第1标注)，其中SCI检索11篇，EI检索3篇；出版专著1部(第1标注)。
4. 专利申请
项目负责人申请发明专利 9 项，其中授权 3 项，公开 6 项，授权实用新型专利 2 项。
5. 获批项目
项目负责人2018年获批河北省军民结合(重点)项目1项、2019年获批国家重点研发计划项目子课题1项、 2020年获批国家自然科学基金面上项目1项、主持直接相关企业项目8项。
6. 反哺教学
项目负责人2018年获批国家教育部产学研协同育人项目1项、2019年获批河北省研究生示范课程建设项目1项，2019年获河北省教学成果一等奖(排名第2)、河北省“互联网+”创新创业大赛优秀指导教师奖、2020年获燕山大学第七届青年教学标兵奖。
7. 应用推广
项目负责人与14家单位签订科研委托合同及协议，将理论与技术推广并应用，取得了一定的社会影响和经济效益，为委托单位带来了近1.4亿元经济效益。
编辑：金程 校对：张彤
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