搅拌摩擦焊混联机器人机构设计方法研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51475431
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    84.0万
  • 负责人：
    李秦川
  • 依托单位：
    浙江理工大学
  • 学科分类：
    E0501.机器人与机构学
  • 结题年份：
    2018
  • 批准年份：
    2014
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Friction stir welding (FSW) has been regarded as a revolution in welding technology. It has been applied in many industries such as aerospace and automobile.But current FSW equipments can only perform two dimensional welding. Most complicated weldings in spacial surface require employment of multi-axis robot. However, the stiffness of serial industry robot is not enough to support the huge axial force in FSW. Parallel mechanism is thus proposed to be employed as major mechanism. Hence, two questions in theory of parallel mechanism are identified. The first question is how to synthesize parallel mechanisms suitable for FSW features. The second question is how to optimize the link parameters of the selected parallal mechanism. This proposal aims to propose a method for synthesize RPR-equivalent parallel mechanism without spherical joint based on features of FSW and invent new architectures with desirable performance. Then force/motion transmission matrix that contains constraint information will be established. New index and design method will be proposed for evaluating transmission of constraint force. A prototype will be developed to testify the theoretical results. The achievements of this project will be important theoretical guidances for self-innovation of space FWS robot in China.
搅拌摩擦焊技术被认为是焊接技术的一次革命，被广泛应用于航空/航天、汽车等产业。但现有搅拌摩擦焊装备仅能用于二维焊接，对大量复杂空间曲面焊接无能为力，只能采用空间多轴机器人来完成。然而，串联工业机器人的刚度不足以承受搅拌摩擦焊中巨大轴向力，必须采用并联机构来作为主机构。因此，如何根据搅拌摩擦焊的工艺特性综合出具有工程适用性的并联机构，并对该种机构进行尺寸优化设计，是当前并联机器人机构学亟需回答的重要问题。 本项申请根据搅拌摩擦焊工艺特性，提出不含球铰的RPR类并联机构构型综合方法，综合出具有期望性能的新构型；建立包含约束特性的RPR类并联机构的力/运动传递矩阵，提出对应于约束广义力传递性能评价的新指标及设计方法，最后通过研制原理验证样机，验证理论研究结果的正确性和合理性。项目研究成果对我国空间搅拌摩擦焊机器人装备的自主创新具有重要理论指导意义。

结项摘要

搅拌摩擦焊技术被认为是焊接技术的一次革命，被广泛应用于航空/航天、汽车等产业。但现有搅拌摩擦焊装备仅能用于二维焊接，对大量复杂空间曲面焊接无能为力，只能采用空间多轴机器人来完成。然而，串联工业机器人的刚度不足以承受搅拌摩擦焊中巨大轴向力，必须采用并联机构来作为主机构。因此，如何根据搅拌摩擦焊的工艺特性综合出具有工程适用性的并联机构，并对该种机构进行尺寸优化设计，是当前并联机器人机构学亟需回答的重要问题。 本项申请根据搅拌摩擦焊工艺特性，提出不含球铰的2转1移适用于搅拌摩擦焊的并联机构构型综合方法，综合出大量具有期望性能的新构型；建立包含约束特性的RPR类并联机构的力/运动传递矩阵，提出了冗余驱动下运动/力传递性能评价的新指标及设计方法，最后通过研制一台三自由度冗余驱动搅拌摩擦焊并联机器人原理验证样机，验证了理论研究结果的正确性和合理性。相关研究成果目前在本领域国内外主流期刊上发表论文共15篇，获发明专利授权2件，实用新型专利授权5件。项目研究成果对我国空间搅拌摩擦焊机器人装备的自主创新具有重要理论指导意义。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（7）
Elastostatic stiffness modeling of overconstrained parallel manipulators
过约束并联机械臂的弹性静力刚度建模
  • DOI：
    10.1016/j.mechmachtheory.2017.12.011
  • 发表时间：
    2018-04-01
  • 期刊：
    MECHANISM AND MACHINE THEORY
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Yang, Chao;Li, Qinchuan;Xu, Lingmin
  • 通讯作者：
    Xu, Lingmin
New Family of RPR-Equivalent Parallel Mechanisms: Design and Application
RPR等效并联机构新系列：设计与应用
  • DOI：
    10.1007/s10033-017-0045-0
  • 发表时间：
    2017-03
  • 期刊：
    CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
  • 影响因子：
    4.2
  • 作者：
    Li Qinchuan;Xu Lingmin;Chen Qiaohong;Ye Wei
  • 通讯作者：
    Ye Wei
A hybrid robot for friction stir welding
搅拌摩擦焊混合机器人
  • DOI：
    10.1177/0954406214562848
  • 发表时间：
    2015-10-01
  • 期刊：
    PROCEEDINGS OF THE INSTITUTION OF MECHANICAL ENGINEERS PART C-JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING SCIENCE
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    Li, Qinchuan;Wu, Weifeng;Wu, Chuanyu
  • 通讯作者：
    Wu, Chuanyu
2-UPR-RPU并联机构奇异分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    机械工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    柴馨雪;项济南;李秦川
  • 通讯作者：
    李秦川
Tex3: An 2R1T Parallel Manipulator with Minimum DOF of Joints and Fixed Linear Actuators
Tex3：具有最小关节自由度和固定线性执行器的 2R1T 并联机械手
  • DOI：
    10.1007/s12541-018-0026-y
  • 发表时间：
    2018-02
  • 期刊：
    International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Xu L.;Li Q.;Tong J.;Chen Q.
  • 通讯作者：
    Chen Q.

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  • 通讯作者：
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    李秦川;J.M.Herve
  • 通讯作者：
    J.M.Herve
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  • DOI：
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    2015-05
  • 期刊：
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    王飞博;陈巧红;李秦川
  • 通讯作者：
    李秦川
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    叶伟;杨臻;李秦川
  • 通讯作者：
    李秦川

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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