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大连理工大学彭海军《基于张拉整体结构的连续弯曲机械臂设计与研究》

报告人简介:

彭海军,博士,教授,博士生导师,工业装备结构分析国家重点实验室固定人员。国家优青、辽宁省百千万人才、大连市首届青年科技之星、大连理工大学首届“星海优青”。主持国家重点研发计划专项项目课题1项、国家自然科学基金委1项优秀青年基金项目、2项面上项目、1项青年基金项目、1项国防科工局项目、1项军委装备发展部项目等、中国博士后科学基金一等资助和特别资助各1项。参与科技部重点研发项目课题、基金委重大研究计划重点项目等多项。发表SCI论文60篇,一作及通讯作者51篇,中科院1区论文12篇,包括IEEE Trans. Ind. Electron., Mech. Syst. Signal Proc., Nonlinear Dyn., AIAA J., AIAA J. Guid. Control Dyn., Acta Astronaut., Aerosp. Sci. Technol.等国际知名期刊,并得到20 余位院士/学会Fellow/主席等正面积极引用,SCI被引用近500次。近年来一直从事航天器以及机器人相关的动力学分析、最优控制的理论、算法与软件研发工作,取得11项计算机软件著作权,核心代码12万余行,授权6项发明专利。同时,这些研究成果得到中国运载火箭技术研究院、上海航天控制工程研究所等工业部门实际应用。


报告摘要:

随着现代机器人技术的不断发展以及应用领域的不断扩展,机器人本身的构型和所具备的功能也不断趋于多样化。传统刚性机器人自身结构特点以及与环境交互的局限性,特别是在特殊狭小空间环境探测、太空缠绕捕获被操作对象、医疗微创手术介入治疗等方面,使得对连续型机器人的研究越发迫切。通过对自然界软体动物及动物器官生理结构及运动机理分析,目前各类仿生连续型机器人的研究成为机器人领域的新兴热点之一。本报告中,将张拉整体(tensegrity)结构的概念引入到连续型机械臂设计中,充分利用张拉整体结构具有轻量化、模块化、大变形、成本低等特点,设计张拉整体连续型机械臂实现在纵向压缩、伸展及弯曲缠绕变形等功能。进一步,采用基于力学原理的建模和分析方法,对张拉整体连续型机械臂进行了静力学、运动学以及动力学分析。最后,实验结果表明基于张拉整体结构的连续型机械臂与基于力学模型的理论分析基本一致,可实现对不同大小物体进行缠绕捕获的需求。这为张拉整体连续型机器人的运动轨迹规划以及主动控制提供必要基础。


推荐文章:

李冰玉, 阚子云, 彭海军, 周文雅, 吴志刚. 基于张拉整体结构的连续型弯曲机械臂设计与研究[J]. 机器人, 2020, 42(6): 686-696.


基金项目:

国家自然科学基金(91748203,11922203,11772074)

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