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复杂多环过约束机构的自由度计算、奇异分析与驱动选取方法研究
结题报告
批准号:
52005448
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
柴馨雪
依托单位:
学科分类:
机器人与机构学
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
柴馨雪
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中文摘要
复杂多环过约束机构是航天器天线的骨骼,模块化可重构航天器技术发展对航天器天线提出了多次平稳重复展开的重大需求,从而在机构学层面首先要解决其自由度计算、奇异分析和驱动选取三个相互关联的难题。由于复杂多环过约束机构的拓扑结构复杂,输出杆件不唯一且含有多个耦合支链,导致输入杆与输出杆之间映射规律不明,缺乏具有物理意义清晰、几何意义明确的自由度计算、奇异分析、驱动选取的普适性方法。本项申请在几何代数框架下研究复杂多环过约束机构的运动机理,建立具有解析形式、几何意义明确的自由度计算方法,提出物理意义清晰、与尺度无关的奇异接近度指标以及符合工程经验的驱动选取合理性判据,并加以实验样机验证。项目研究成果不仅将丰富、发展空间折展机构的基础理论,同时将为我国航天器天线装备的实际工程应用提供技术支持。
英文摘要
The complex multi-loop overconstrained mechanism is the skeleton of the spacecraft antennas. The development of modular reconfigurable spacecraft technology puts forward a major demand for the spacecraft antennas the spacecraft antenna to be repeatedly and smoothly deployed many times. Thus three interrelated difficulties need to be solved at the level of mechanism: mobility calculation, singular analysis, and actuation selection. The complex multi-loop overconstrained mechanism has complex topology and multiple coupling branches, furthermore the output link is not unique. This leads the unknown mapping rules between the input link and the output link and the lack of general method of mobility calculation, singularity analysis and actuation selection. . In the framework of geometric algebra, this application studies the motion theory of the complex multi-loop overconstrained mechanism. The method for mobility analysis with analytical form and clear geometric meaning will be established. The scale-independent and physically clear singular proximity index will be proposed. The criterion for actuation selection in accordance with engineering experience will be presented. A prototype will be built for verifying. The achievement of this project will not only enrich and develop the basic theory of the space deployable and foldable mechanism, but also provide technical support for the practical engineering application of spacecraft antenna equipment.
期刊论文列表
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专利列表
DOI:10.1115/1.4062649
发表时间:2023
期刊:Journal of Mechanisms and Robotics-Transactions of the ASME
影响因子:2.6
作者:Xu Lingmin;Chai Xinxue;Ding Ye
通讯作者:Ding Ye
DOI:10.3390/machines10121219
发表时间:2022-12
期刊:Machines
影响因子:2.6
作者:Xinxue Chai;W. Ye;Qinchuan Li;Lingmin Xu
通讯作者:Xinxue Chai;W. Ye;Qinchuan Li;Lingmin Xu
DOI:--
发表时间:2022
期刊:机电工程
影响因子:--
作者:张睿;张海峰;柴馨雪
通讯作者:柴馨雪
DOI:10.1115/1.4062607
发表时间:2023
期刊:Journal of Mechanisms and Robotics-Transactions of the ASME
影响因子:2.6
作者:Xu Lingmin;Chai Xinxue;Ding Ye
通讯作者:Ding Ye
DOI:--
发表时间:2022
期刊:机械工程学报
影响因子:--
作者:夏纯;张海峰;李秦川;柴馨雪
通讯作者:柴馨雪
“定动转换”并联爬壁加工机器人设计与控制研究
  • 批准号:
    MS25E050107
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2025
  • 负责人:
    柴馨雪
  • 依托单位:
基于Grassmann-Cayley代数的并联机构误差建模与分析方法研究
  • 批准号:
    LQ19E050015
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    柴馨雪
  • 依托单位:
国内基金
海外基金