【正文】 金項目“少自由度并聯(lián)機器人及虛軸機床的機型構造理論及其綜合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)機構的構型綜合，以此理論完成瞬時并聯(lián)機構的型綜合是可行的)2) 以李群李代數(shù)理論研究并聯(lián)機構的運動敏感性與拓撲構型的內在聯(lián)系，首先以分支位移流形描述并聯(lián)機構分支運動鏈末端的運動，再考慮制造誤差、裝配間隙和構件柔性帶來的小位移扭轉對分支位移流形代數(shù)結構完整性的影響程度，最后選出運動魯棒性好的并聯(lián)機構(可行性：這一部分的研究在理論上具有相當難度，已取得一定成果，目前正在合作撰寫一篇在拓撲構型層面上分析3自由度移動并聯(lián)機構運動敏感性的論文)3) 在1)，2)研究基礎上，以運動敏感性為評價指標，優(yōu)選出多種3或4自由度并聯(lián)模塊構型。使用優(yōu)選并聯(lián)模塊以三種方式構成含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)模塊混合三種結構。再運用2)中的研究方法，優(yōu)選出魯棒性好的構型(可行性：在1)，2)研究基礎上，這一步可以完成)4) 以并聯(lián)機器人機構學和空間機構學為工具，研究優(yōu)選構型的正向運動學、著重深入研究遺傳算法在逆向運動學中的應用 (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問題已被證明是可行的)5) 以并聯(lián)模塊為子結構，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模型。推導使用符號數(shù)學軟件Mathematica為工具(可行性：有限元和拉格朗日方程相結合的動力學建模方法是柔性多體動力學使用較多的一種方法，通過使用Mathematica,可以完成建模中極為復雜的推導)6) 在5)的基礎上，研究利用李群李代數(shù)理論簡化動力學模型并給出動力學方程的高效解法(可行性：動力學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)在約束力學系統(tǒng)中的研究成果，融合并聯(lián)機器人機構學和模態(tài)分析技術，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)的基礎上可以完成)(B) 技術部分研究方案及可行性8) 在確定結構參數(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計、運動學，動力學仿真，有限元分析9) 設計基于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、調試、標定，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題組相關成員能夠熟練使用UG NX和Ansys完成復雜機械系統(tǒng)的建模、裝配、仿真分析和優(yōu)化設計的全過程；具有豐富的DSP軟、硬件開發(fā)和機電產品應用開發(fā)經驗；申請項目依托的浙江省現(xiàn)代紡織裝備技術重點實驗室具有良好的軟、硬件設施，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：針對目前國內外對二元超冗余機器人的研究主要集中于運動學和二元驅動器的狀態(tài)，選取二元超冗余機器人機構學中若干重要、但尚為空白的基礎科學問題為研究方向，包括：構型綜合與優(yōu)選、運動敏感性、柔性多體動力學建模與動力學特性分析等。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)機構理論研究和應用開拓了新的方向。177。 提出二元超冗余機器人的構型綜合理論及方法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建模、基于李群李代數(shù)理論的動力學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. 年度研究計劃及預期研究結果。（包括擬組織的重要學術交流活動、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 國內外文獻收集、調研；完成少自由度瞬時并聯(lián)機構的型綜合；，繼續(xù)研究并聯(lián)機構的運動敏感性，撰寫論文。l 根據(jù)運動敏感性從少自由度連續(xù)并聯(lián)機構和瞬時并聯(lián)機構中優(yōu)選并聯(lián)模塊構型；優(yōu)選二元超冗余機器人構型；優(yōu)選構型的正、逆向運動學研究及遺傳算法的應用。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建模，基于李群李代數(shù)理論的動力學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建模，基于李群李代數(shù)理論的動力學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)的集成調試l 撰寫研究總結報告，準備結題驗收預期研究成果：在國內外重要期刊、會議發(fā)表高水平學術論文1篇；申報國家發(fā)明專利一項。（二）研究基礎與工作條件工作基礎（與本項目相關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機電工程學院碩士研究生，在機電系統(tǒng)集成技術、計算機集成控制、機械設計及制造、機器人技術應用等方面有豐富的經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)的設計、制造、標定和調試提供重要的幫助和指導。實驗室具有良好的軟、硬件設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歷和研究工作簡歷，近期已發(fā)表與本項目有關的主要論著目錄和獲得學術獎勵情況及在本項目中承擔的任務。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）學術梯隊：項目組依托武漢理工大學，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指導。項目以教授/博士生導師為核心，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、動力學、機械、流體等多學科領域。承擔科研項目情況（申請人和項目組主要參與者正在承擔的科研項目情況，包括自然科學基金的項目，要注明項目的名稱和編號、經費來源、起止年月、與本項目的關系及負責的內容等）完成自然科學基金項目情況（對申請人負責的前一個已結題科學基金項目（項目名稱及批準號）完成情況、后續(xù)研究進展及與本申請項目的關系加以詳細說明。另附該已結題項目研究工作總結摘要（限500 字）和相關成果的詳細目錄）無（三）經費申請說明 購置5 萬元以上固定資產及設備等，須逐項說明與項目研究的直接相關性及必要性。本項目申請經費30萬，其中研究經費24萬元，勞務加績效經費6萬元。詳情見經費申請表。（四）其他附件清單（附件材料復印后隨紙質《申請書》一并上交）（隨紙質申請書一同報送的附件清單，如：不具有高級專業(yè)技術職務、同時也不具有博士學位的申請人應提供的推薦信；在職研究生申請項目的導師同意函等。在導師的同意函中，需要說明申請項目與學位論文的關系，承擔項目后的工作時間和條件保證等）