【正文】 金項目“少自由度并聯(lián)機器人及虛軸機床的機型構(gòu)造理論及其綜合50075074”研究中，已運用約束螺旋綜合理論完成了全部九類少自由度連續(xù)運動并聯(lián)機構(gòu)的構(gòu)型綜合，以此理論完成瞬時并聯(lián)機構(gòu)的型綜合是可行的)2) 以李群李代數(shù)理論研究并聯(lián)機構(gòu)的運動敏感性與拓撲構(gòu)型的內(nèi)在聯(lián)系，首先以分支位移流形描述并聯(lián)機構(gòu)分支運動鏈末端的運動，再考慮制造誤差、裝配間隙和構(gòu)件柔性帶來的小位移扭轉(zhuǎn)對分支位移流形代數(shù)結(jié)構(gòu)完整性的影響程度，最后選出運動魯棒性好的并聯(lián)機構(gòu)(可行性：這一部分的研究在理論上具有相當(dāng)難度，已取得一定成果，目前正在合作撰寫一篇在拓撲構(gòu)型層面上分析3自由度移動并聯(lián)機構(gòu)運動敏感性的論文)3) 在1)，2)研究基礎(chǔ)上，以運動敏感性為評價指標(biāo)，優(yōu)選出多種3或4自由度并聯(lián)模塊構(gòu)型。使用優(yōu)選并聯(lián)模塊以三種方式構(gòu)成含5個模塊的二元超冗余機器人，包括：單純3自由度模塊；單純4自由度模塊以及3，4自由度并聯(lián)模塊混合三種結(jié)構(gòu)。再運用2)中的研究方法，優(yōu)選出魯棒性好的構(gòu)型(可行性：在1)，2)研究基礎(chǔ)上，這一步可以完成)4) 以并聯(lián)機器人機構(gòu)學(xué)和空間機構(gòu)學(xué)為工具，研究優(yōu)選構(gòu)型的正向運動學(xué)、著重深入研究遺傳算法在逆向運動學(xué)中的應(yīng)用 (可行性：雖然目前研究尚未深入，但遺傳算法用于二元超冗余機器人的逆運動學(xué)問題已被證明是可行的)5) 以并聯(lián)模塊為子結(jié)構(gòu)，使用有限元法把每個并聯(lián)模塊離散為桿單元，求出任意單元上任意點在系統(tǒng)坐標(biāo)系中位移、速度，然后計算出整個系統(tǒng)的動能、勢能及非保守力所做的功，代入拉格朗日第二類方程，得到二元超冗余機器人的柔性多體動力學(xué)模型。推導(dǎo)使用符號數(shù)學(xué)軟件Mathematica為工具(可行性：有限元和拉格朗日方程相結(jié)合的動力學(xué)建模方法是柔性多體動力學(xué)使用較多的一種方法，通過使用Mathematica,可以完成建模中極為復(fù)雜的推導(dǎo))6) 在5)的基礎(chǔ)上，研究利用李群李代數(shù)理論簡化動力學(xué)模型并給出動力學(xué)方程的高效解法(可行性：動力學(xué)模型的合理簡化是本項申請的最大難點之一，充分利用李群李代數(shù)在約束力學(xué)系統(tǒng)中的研究成果，融合并聯(lián)機器人機構(gòu)學(xué)和模態(tài)分析技術(shù)，可以完成這一工作)7) 以有限元法對二元超冗余機器人系統(tǒng)進行理論模態(tài)分析，獲取主要振動特性參數(shù)，并通過仿真和樣機實驗進行驗證(可行性：在6)的基礎(chǔ)上可以完成)(B) 技術(shù)部分研究方案及可行性8) 在確定結(jié)構(gòu)參數(shù)后、運用UG NX和Ansys等CAD/CAE軟件進行零部件的實體造型、裝配和整機的外型布局設(shè)計、運動學(xué)，動力學(xué)仿真，有限元分析9) 設(shè)計基于DSP的樣機數(shù)控硬件系統(tǒng)和以VC＋＋10) 完成零部件的加工和整機的裝配、調(diào)試、標(biāo)定，并以激振法對樣機進行模態(tài)分析實驗，測定振動特性參數(shù)?？尚行裕赫n題組相關(guān)成員能夠熟練使用UG NX和Ansys完成復(fù)雜機械系統(tǒng)的建模、裝配、仿真分析和優(yōu)化設(shè)計的全過程；具有豐富的DSP軟、硬件開發(fā)和機電產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)經(jīng)驗；申請項目依托的浙江省現(xiàn)代紡織裝備技術(shù)重點實驗室具有良好的軟、硬件設(shè)施，所以樣機研制的工作是可行的。4. 本項目的特色與創(chuàng)新之處。特色：針對目前國內(nèi)外對二元超冗余機器人的研究主要集中于運動學(xué)和二元驅(qū)動器的狀態(tài)，選取二元超冗余機器人機構(gòu)學(xué)中若干重要、但尚為空白的基礎(chǔ)科學(xué)問題為研究方向，包括：構(gòu)型綜合與優(yōu)選、運動敏感性、柔性多體動力學(xué)建模與動力學(xué)特性分析等。創(chuàng)新之處：177。 提出使用瞬時少自由度并聯(lián)機構(gòu)作為二元超冗余機器人的模塊單元，為瞬時少自由度并聯(lián)機構(gòu)理論研究和應(yīng)用開拓了新的方向。177。 提出二元超冗余機器人的構(gòu)型綜合理論及方法177。 提出基于李群的二元超冗余機器人的運動敏感性分析方法。177。 二元超冗余機器人的柔性多體動力學(xué)建模、基于李群李代數(shù)理論的動力學(xué)模型簡化與算法研究177。 二元超冗余機器人的振動特性分析研究5. 年度研究計劃及預(yù)期研究結(jié)果。（包括擬組織的重要學(xué)術(shù)交流活動、國際合作與交流計劃等）年度研究計劃：2019年1月－20019年5月l 國內(nèi)外文獻收集、調(diào)研；完成少自由度瞬時并聯(lián)機構(gòu)的型綜合；，繼續(xù)研究并聯(lián)機構(gòu)的運動敏感性，撰寫論文。l 根據(jù)運動敏感性從少自由度連續(xù)并聯(lián)機構(gòu)和瞬時并聯(lián)機構(gòu)中優(yōu)選并聯(lián)模塊構(gòu)型；優(yōu)選二元超冗余機器人構(gòu)型；優(yōu)選構(gòu)型的正、逆向運動學(xué)研究及遺傳算法的應(yīng)用。撰寫專利申請書和論文l 開發(fā)基于OpenGL的可視化二元超冗余機器人計算機輔助構(gòu)型綜合軟件；完成控制系統(tǒng)硬件的選購及軟件開發(fā)；完成優(yōu)選機型在UG NX和Ansys環(huán)境下的零部件建模、裝配和仿真。 2019年5月－2007年10月l 研究二元超冗余機器人的柔性多體動力學(xué)建模，基于李群李代數(shù)理論的動力學(xué)模型簡化與算法研究，撰寫論文l 研究二元超冗余機器人的振動特性，進行理論模態(tài)分析和計算機仿真l 完成樣機零部件的加工、裝配以及機電系統(tǒng)的集成調(diào)試2019年10月－2019年12月l 研究二元超冗余機器人的柔性多體動力學(xué)建模，基于李群李代數(shù)理論的動力學(xué)模型簡化與算法研究，撰寫論文l 研究二元超冗余機器人的振動特性，進行理論模態(tài)分析和計算機仿真l 完成樣機零部件的加工、裝配以及機電系統(tǒng)的集成調(diào)試l 撰寫研究總結(jié)報告，準(zhǔn)備結(jié)題驗收預(yù)期研究成果：在國內(nèi)外重要期刊、會議發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文1篇；申報國家發(fā)明專利一項。（二）研究基礎(chǔ)與工作條件工作基礎(chǔ)（與本項目相關(guān)的研究工作積累和已取得的研究工作成績）項目申請人所在的武漢理工大學(xué)數(shù)字制造重點實驗室，針對各種自動化控制、機電一體化等進行了長期的研究，獲得了核心期刊和重要國際會議論文以及博碩士畢業(yè)論文等一系列的研究成果。工作條件（包括已具備的實驗條件，尚缺少的實驗條件和擬解決的途徑，包括利用國家實驗室、國家重點實驗室和部門重點實驗室等研究基地的計劃與落實情況）申請人為武漢理工大學(xué)機電工程學(xué)院碩士研究生，在機電系統(tǒng)集成技術(shù)、計算機集成控制、機械設(shè)計及制造、機器人技術(shù)應(yīng)用等方面有豐富的經(jīng)驗和較強的實踐能力，可為本項目的實施，特別是樣機及控制系統(tǒng)的設(shè)計、制造、標(biāo)定和調(diào)試提供重要的幫助和指導(dǎo)。實驗室具有良好的軟、硬件設(shè)施可供申請項目利用。申請人簡介（包括申請人和項目組主要參與者的學(xué)歷和研究工作簡歷，近期已發(fā)表與本項目有關(guān)的主要論著目錄和獲得學(xué)術(shù)獎勵情況及在本項目中承擔(dān)的任務(wù)。論著目錄要求詳細列出所有作者、論著題目、期刊名或出版社名、年、卷（期）、起止頁碼等；獎勵情況也須詳細列出全部受獎人員、獎勵名稱等級、授獎年等）學(xué)術(shù)梯隊：項目組依托武漢理工大學(xué)，可以借助重點實驗室良好的軟硬件條件，同時課題組的專家團隊可以給項目組的研究提供技術(shù)指導(dǎo)。項目以教授/博士生導(dǎo)師為核心，博士和碩士研究生為骨干研究力量，其中：教授/博士生導(dǎo)師1人，博士研究生1人，碩士研究生1人。主要成員主持參加過多項國家、省部級研究項目，具有豐富的項目研究開發(fā)經(jīng)驗，使本項目在研究上得到有效保證。主要成員涉及磁懸浮技術(shù)、動力學(xué)、機械、流體等多學(xué)科領(lǐng)域。承擔(dān)科研項目情況（申請人和項目組主要參與者正在承擔(dān)的科研項目情況，包括自然科學(xué)基金的項目，要注明項目的名稱和編號、經(jīng)費來源、起止年月、與本項目的關(guān)系及負責(zé)的內(nèi)容等）完成自然科學(xué)基金項目情況（對申請人負責(zé)的前一個已結(jié)題科學(xué)基金項目（項目名稱及批準(zhǔn)號）完成情況、后續(xù)研究進展及與本申請項目的關(guān)系加以詳細說明。另附該已結(jié)題項目研究工作總結(jié)摘要（限500 字）和相關(guān)成果的詳細目錄）無（三）經(jīng)費申請說明 購置5 萬元以上固定資產(chǎn)及設(shè)備等，須逐項說明與項目研究的直接相關(guān)性及必要性。本項目申請經(jīng)費30萬，其中研究經(jīng)費24萬元，勞務(wù)加績效經(jīng)費6萬元。詳情見經(jīng)費申請表。（四）其他附件清單（附件材料復(fù)印后隨紙質(zhì)《申請書》一并上交）（隨紙質(zhì)申請書一同報送的附件清單，如：不具有高級專業(yè)技術(shù)職務(wù)、同時也不具有博士學(xué)位的申請人應(yīng)提供的推薦信；在職研究生申請項目的導(dǎo)師同意函等。在導(dǎo)師的同意函中，需要說明申請項目與學(xué)位論文的關(guān)系，承擔(dān)項目后的工作時間和條件保證等）