[00105501]基于分子结构特征的变胞机构创新设计方法及应用

　　变胞机构是机构学领域的一个新研究方向，为了建立变胞机构的创新设计方法，解决变胞机构实际应用匮乏的瓶颈问题，该项目提出了基于微观世界的分子结构特征来设计宏观世界的变胞机构的创新设计方法，并基于所提出的方法理论进行变胞机构的实际应用设计。 该项目将有机分子结构学与变胞机构结合起来，分析了典型同分异构体分子相互转化过
　　程中空间构型与化学键类型发生的变化，以邻接矩阵运算表示同分异构体分子的变化过程， 对邻接矩阵进行了一系列的消阶运算，证明了同分异构体分子结构变化与变胞过程的等效性， 开辟了一种构建变胞机构的新方法，为变胞机构的发展提供了一种新的思路。主要研究成果 如下：
　　1。基于刚-柔-软共融机器人的发展趋势，对机器人构型设计新方法进行了研究，提出了平面或空间结构功能型机构的设计方法，进一步丰富了机器人构型种类。通过对 ASE 及其组成机构分析，证明其远程中心位置的存在，利用这一性质，得到具有多个远程中心的新机构， 该机构可用于微创外科手术支架中。
　　2。该项目根据所提出的变胞机构及形态可变机构综合方法，得出了一些新机构类型，应用于航空航天领域、手术器械、仿生机器人和特种机器人等，制作了 10 余项机构的原理样机模型，为进一步的理论拓展及实际应用奠定了一定基础。
　　3。研究了微观世界和宏观世界的统一性，通过分子结构特征提出了变胞机构的创新设计方法。基于分子结构特征进行了变胞变换描述及运算方法等研究，分别采用 D-H 四元数法和共形几何代数方法对串联和并联变胞机构进行描述和求解，得出了有效、简洁、方便的运动学正解和运动学反解分析方法，建立了并联变胞机构运动学分析的统一数学模型，得到了多模态转换并联变胞机构的设计方法。
　　4。对结构功能型机构的构态变换、机构演化过程和刚度进行了研究，提出了基于四边形进行平面多边形放缩机构的综合方法。
　　5。在设计理论的指导下，研制了医用气动软体内窥镜、自适应复杂地面的物流小车和自平衡全向移动平台等 10 余种实物模型，有广泛应用前景。