刘辛军教授获得国家自然科学二等奖

    

我所刘辛军教授与国内其他研究者合作取得的科研成果——“并联机器人机构拓扑与尺度设计理论”喜获2013年国家自然科学二等奖。这是我国并联机构学及并联机器人领域第一个国家级奖。并联机构是一种具有26自由度的多闭环机构,具有结构复杂、输入输出呈非线性强耦合特征的机构,与串联机构具有性能互补作用,在飞行模拟器、高速机械手、机床、精密装置等有重要且广泛应用。

本奖项的第一排名获奖人为上海交通大学高峰教授。刘辛军教授为第二排名获奖人,其创新性工作包括:

1、性能评价方面,提出了并联机构全域的定量评价模型。并联机构末端的速度、承载、刚度、精度等具有六维特征,而移动和转动特征的量纲不同。为了明确性能指标物理意义,将机构末端特征的转动和移动分量分离,借助拉格朗日算子提出了矩阵特征值表达的广义速度(线速度和角速度)极值、广义力(力和力矩)极值、广义刚度(线位移刚度和角位移刚度)极值、广义精度(线位移精度和角位移精度)极值等多个面向全域的评价指标及定量评价数学模型,解决了在并联机构全域工作空间内定量评价机构性能的问题。

2、尺度综合方面,利用机构的空间模型,揭示了并联机构参数与性能间的映射关系。在空间模型中,利用等高线表达出工作空间体积、各向同性度、全域速度极值、全域承载极值、全域变形极值等各种性能与机构尺度关系的图谱集,揭示了并联机构全域尺度参数与各种性能间的映射关系,该可视化性能图集为并联机器人尺度性能优化设计提供了方便有效的实用工具。

 

 

2014-7-8
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