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主要工作规划
时间: 2020-10-10 次数:

2020-2022年发展目标和重点任务(分年度)。
2020.01-2020.12:
    发展目标:建成中方与阿斯顿大学、利物浦大学与剑桥大学多自由度电机及驱动技术联合研发平台;与日本室兰工业大学及英国伯明翰大学联合成立机器人及其驱动基地或平台。
    重点任务1:研究驱动智能装备的电机设计及结构优化。对直驱电机的结构进行优化,可以使电机结构简单,便于制造,提高电机的机械集成度及材料的利用率,扩大动子的偏转范围,简化支撑结构,减轻重量,减小体积。
    重点任务2:研究驱动智能装备的多自由度电机电磁场的计算问题。电磁场的计算问题是两自由度电机控制的理论基础。由于两自由度电机结构的特殊性,其磁场具有边界条件复杂、各向异性、非线性、端部效应的问题,而且两自由度电机的电磁场大都是典型的三维场,很难使用二维场来进行简化,因此两自由度电机电磁场的分析计算问题是此种电机设计的难点和重点部分。
    重点任务3:研究机器人驱动与控制的开放式软硬件平台,自主研发高速总线控制卡、专用多轴运动控制卡、数据采集卡及机器人专用端子及安全接口,模块化的软件设计,标准的计算机总线可扩展现场总线、机器视觉系统等。

2021.01-2021.12:

    发展目标:组建并申报“智能装备驱动与控制” 省协同创新中心;互派科研人员到所在的实验室或研究所进行深层次的科研交流与合作;共同申报与合作内容密切相关高层次项目。
    重点任务1:研究驱动智能装备的电机电磁耦合对电机性能影响规律。由于两自由度电机是将两种不同的电机系统融合到一个系统中,因此其电磁和运动都有耦合的可能。如何定量地分析这些耦合关系及其对电机性能的影响,以及如何消除这些不良影响,是多自由度电动机研究中亟待解决的关键问题。
    重点任务2:研究驱动智能装备的电机的运动控制问题。由于多自由度电动机自身的特点,各自由度之间除了存在电磁耦合之外还存在着十分复杂的力学耦合关系,这是多自由度电动机难以控制的重要原因之一,因此必须根据电机的具体结构,建立准确的力学模型,深入分析各自由度之间的耦合关系,研究力学解耦控制策略,以提高电机的动静态性能及稳定性。因此需要根据电机的实际结构建立其运动学模型,确立其输出轴的运动轨迹控制策略。
    重点任务3:研究多自由度电机、永磁电机等驱动的垂直多关节串联机器人、垂直多关节平行四边形机器人、垂直多关节L形手腕机器人、垂直多关节球形手腕机器人、极坐标机器人、Delta机器人等多类机器人的精确控制技术。结合机器人应用在搬运、焊接、喷涂、码垛、切割、抛光打磨等领域的特点,进行针对性的工艺设计。

2022.01-2022.12:

    发展目标:努力成为河南省“智能装备驱动与控制” 产品孵化基地,实施双方合作的科技成果工业化,打造河南省智能装备驱动与控制技术产业化示范点,引领河南省智能装备走向河南。
    重点任务1:研究驱动智能装备的电机控制系统。多自由度电动机是典型的机电一体化产品,其驱动控制系统不仅要对各自由度的角位移、速度、加速度及输出转矩进行检测,还要进行各自由度之间的解耦计算、轨迹规划,因此有必要研制适合于多自由度电动机控制系统的专用控制元器件并开发计算机控制系统。
    重点任务2:研究多自由度电机、永磁电机等驱动机器人在工作空间中的运动位置、姿态和轨迹、操作顺序及动作的时间等控制技术。致力于解决模块化层次化的控制器软件系统,以实现软件系统的开放性。合理划分控制器软件系统的层次,建立分层准则。分模块研发不同层次,研究各层次间的耦合关系。研究机器人驱动及控制的故障诊断技术,对机器人故障进行诊断,建立故障预告、预防及清除的技术,保证机器人安全可靠运行。推动关键技术在工业生产中的实用化进程,建成河南省“智能装备驱动与控制” 产品孵化基地。