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我院张俊教授课题组在国际权威期刊发表重要研究成果

(发布日期:2022-05-17 点击数:7)

近日,我院张俊教授、汤腾飞(2018级博士生)、方汉良(2019级博士生)和池长城(2021届硕士生)在机械工程国际权威期刊《美国机械工程学会汇刊》(Journal of Mechanical Design)上发表了研究成果《基于几何误差传递模型的精度综合方法及其在少自由度并联机器人上的应用》(“Geometric Error Propagation Model-Based Accuracy Synthesis and Its Application to a 1T2R Parallel Manipulator”)。该成果以4166am金沙app为第一署名单位,我院博士生汤腾飞为第一作者,张俊教授为通讯作者。

作为新型五轴混联数控机床核心功能模块,少自由度并联机器人的末端精度对整机性能有决定性影响。然而,由于并联机器人空间闭环结构导致的非线性运动映射以及多支链机械结构的复杂性,学术界尚未形成针对并联机器人的正向精度设计方法,严重制约了高性能并/混联加工装备的自主创新。

针对上述问题,课题组提出了一种基于几何误差传递模型的少自由度并联机器人精度综合方法。该方法通过建立少自由并联机器人的几何误差传递模型,并据此构建出几何误差传递强度这一新型指标,实现了几何误差对末端精度扰动的定量评估,进而揭示出期望末端精度与许用几何误差的统计学关联。在此基础上,提出了一种新的计算策略,实现了并联机器人几何公差的高效分配。最后,通过一台并联机器人样机的设计、建造与实验,验证了所提精度综合方法的有效性。该方法作为一种正向的公差设计工具,可大幅减少并联机器人精度设计的迭代次数,并有效降低样机研发成本与风险。

该研究工作得到了国家自然科学基金(51875105)、福建省自然科学基金杰青项目(2020J06010)、福建省科技厅产学合作项目(2019H6006)和机械传动国家重点实验室开放基金重点项目(SKLMT-ZDKFKT-202003)的联合资助,是推进学校机械工程学科双一流建设的一项重要科研成果,有望增强4166am金沙app在机构学与机器人领域的国际影响力。

作为论文的第一作者,博士生汤腾飞在张俊教授的指导下,围绕高性能并/混联机器人设计理论开展研究,作为主研参与承担科研课题9项,获国家奖学金等个人荣誉/奖励5次。除本次在《美国机械工程学会汇刊》上发表研究论文外,前期还在《机器人与计算机集成制造》(Robotics and Computer-Integrated Manufacturing(SCITOP期刊,3篇,IF=5.666) 和《机构学与机器原理》(Mechanism and Machine Theory(TOP期刊,3篇,IF=3.866) 等重要刊物发表SCI/EI收录论文15篇,授权并/混联机器人相关专利6件。

Journal of Mechanical Design是美国机械工程学会汇刊、机械设计领域国际权威期刊,主要报道机械与机器人系统的创新设计方法和理论等。

原文链接:https://doi.org/10.1115/1.4053817




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