基于变胞铰链的并联机构的设计方法与运动特性分析及应用

20240115

制造业

基于新型变胞铰链的变胞并联机构构型设计方法已提出，部分具有多种运动模式的变胞并联机构样机已研制并验证原理，部分应用实例样机已研制，专利已申请（详见专利列表）。

可向合作方专利转让，或者由合作方出资进行具体应用实例开发与完善。

可国（境）内外转让

丰富并联机构的类型和功能，促进机构学领域的理论进步，进一步加强并联机构的应用转化。

北京市自然科学基金面上项目

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

本项目旨在开展具有可重构性质的，基于变胞铰链的变胞并联机构及形态可控机构等相关内容的研究。项目实施期间已完成变胞铰链、变胞并联机构等可重构机构的理论分析与样机研制，此外还进行了相关形态可控机构的理论分析与研制工作。共录用论文35篇，其中期刊论文16篇，会议论文19篇，SCI检索共9篇。已申请国家发明专利13项，实用新型专利7项。其中已授权国家发明专利3项，已授权实用新型专利7项。本项目基于变胞机构的变拓扑结构和变自由度特性来构造变胞铰链，利用变胞铰链构造变胞并联机构，变胞并联机构在变胞铰链结构变换下拥有不同的构型，具有更为丰富的工作模式。通过旋量理论对基于变胞铰链的并联机构进行结构分析，求解机构不同构型下的约束情况和自由度。构建了基于变胞铰链的并联机构不同构型下的统一运动学与动力学模型。利用变胞并联机构与形态可控机构设计原理开展前沿交叉学科的应用研究。项目研究成果具有较高的应用价值，如应用于航空航天领域，可以极大节省尺寸空间，降低运载火箭运载需求，更有效完成空间作业；应用于机器人领域，可以使机器人具有变结构特性，满足更为丰富的工作环境需求；应用于制造业领域，可以将不同的制造工序或者不同的工种结合在一起完成，有效提高生产效率。