基于多场耦合的新型机电一体化关节设计

传统的工业机器人是基于给定工作任务设计的，其构型一旦设计就固定不可改变。在给定任务复杂多变或工作环境未知的情况下，传统工业机器人由于自身机械构型的限制，难以满足工作的需要。模块化工业机器人改变了传统工业机器人的局限性，可以适应复杂多变的工作环境和给定任务，扩大了工业机器人的应用领域，并逐步成为了机器人研究的热点。将可重构模块化的概念引入到机器人设计中可满足未来多变化和小批量的柔性生产需求，缩短机器人设计周期并降低成本。
       设计模块化工业机器人的最重要的工作就是设计机电一体化关节。机电一体化关节是机械结构、电机、减速机构、传感器、控制电路的高度集成系统。如何设计动作灵活、结构紧凑、体积小、重量轻的关节是机电一体化关节的总设计目标。
       本项目旨在从不同结构、材料的物理属性出发，结合机械、电气的物理原理，对机电一体化关节的单元结构设计、构型、驱动、控制等进行进一步探索。根据功能，对不同模块进行划分，分为移动模块、旋转模块、连接模块等，分别研究主动模块的电力或磁力驱动方式、被动模块的运动方式，模块之间的连接（包括机械结构连接、电气控制连接等）。特别针对关节的驱动、传动方式进行研究，以实现机电一体化关节小型化、轻量化及低成本。