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本項(xiàng)目面向?qū)崿F(xiàn)航空結(jié)構(gòu)件先進(jìn)制造裝備的自主創(chuàng)新的重大需求，基于國家發(fā)明專利，研發(fā)出一種無伴隨運(yùn)動的3-PRRU并聯(lián)機(jī)構(gòu)，可以克服傳統(tǒng)的和現(xiàn)有的基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的航空結(jié)構(gòu)件加工設(shè)備主軸頭部件的缺陷，且控制算法較為簡單，為進(jìn)一步研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，可實(shí)用的并聯(lián)機(jī)床和主軸頭奠定基礎(chǔ)。

航空制造業(yè)是國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，具有自主核心技術(shù)的高端航空結(jié)構(gòu)件加工裝備是航空制造業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。目前，德國DS公司基于3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)開發(fā)了三自由度Z3主軸頭，再加上X、Y兩自由度的移動，組成Ecospeed五軸加工中心，具有高效、高速和可靠性好的優(yōu)點(diǎn)，已成為西方發(fā)達(dá)國家用于大型航空結(jié)構(gòu)件加工的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)裝備。而目前國內(nèi)航空制造企業(yè)多采用五軸龍門立式機(jī)床完成航空結(jié)構(gòu)件加工,其缺點(diǎn)是不能實(shí)現(xiàn)大型航空結(jié)構(gòu)件所需的高速高效加工，并且現(xiàn)有裝備開工率趨近飽和，不能滿足國產(chǎn)新型民/軍機(jī)量產(chǎn)的需要。
Z3 主軸頭屬于高端制造裝備，歐美國家對我國實(shí)行裝備禁運(yùn)以及核心技術(shù)封鎖。此外，Z3主軸頭的主機(jī)構(gòu)3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)存在伴隨運(yùn)動，國內(nèi)研究單位對3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)伴隨運(yùn)動的本質(zhì)、規(guī)律、標(biāo)定技術(shù)和補(bǔ)償方法缺乏研究，難以研制出Z3類主軸頭。因此，發(fā)明具有無伴隨運(yùn)動的3自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)，為進(jìn)一步研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)，可實(shí)用的并聯(lián)機(jī)床和主軸頭奠定基礎(chǔ)。
本項(xiàng)目面向?qū)崿F(xiàn)航空結(jié)構(gòu)件先進(jìn)制造裝備的自主創(chuàng)新的重大需求，在機(jī)構(gòu)學(xué)基礎(chǔ)研究層面針對以下幾個問題開展深入研究：(1)構(gòu)型創(chuàng)新設(shè)計(jì)，發(fā)明出既有自主知識產(chǎn)權(quán)又具工程實(shí)用價值的無伴隨運(yùn)動3-PRRU并聯(lián)機(jī)構(gòu)；(2) 運(yùn)動學(xué)分析與性能評價，掌握無伴隨運(yùn)動3-PRS類并聯(lián)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法；(2) 動力學(xué)分析與性能評價，確定機(jī)構(gòu)驅(qū)動力與其末端執(zhí)行器速度、加速度之間的關(guān)系，為研究控制系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)；（3）數(shù)字化設(shè)計(jì)平臺的構(gòu)建，縮短3-PRS類并聯(lián)機(jī)構(gòu)的研發(fā)周期，為該類機(jī)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)提高了競爭力；（4）樣機(jī)試驗(yàn)驗(yàn)證，驗(yàn)證理論方法的正確性和有效性。
項(xiàng)目研究成果不僅豐富、發(fā)展了并聯(lián)機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué)基礎(chǔ)理論，同時為其實(shí)際工程應(yīng)用夯實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)，對推動我國航空結(jié)構(gòu)件加工裝備的自主創(chuàng)新具有重要作用。

第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品 三等獎
省第十二屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽 一等獎

校第十二屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競賽 二等獎