精密驱动与智能机器人技术团队面向制造业重大需求,致力于机器人与智能制造装备核心技术研发,聚焦高效节能驱动技术、精密驱动控制技术、工业机器人运用技术和下一代机器人技术。团队拥有研究员7人,副高级14人,博士后3人,工程师6人,其中国家级人才计划2人、中科院引才计划4人、浙江省人才计划4人;培养相关领域研究生158名,其中已毕业研究生73名;已承担国家、科学院、省市地方政府及重点企业委托项目等140余项(其中国家基金项目19项、国家科技计划项目10项);曾获美国“百大科技奖”(R&D100 Awards)、中国专利优秀奖、中国产学研合作创新成果一等奖、中国好设计金奖、宁波市科技进步一等奖、中国机械工业科技进步二等奖、北京市科技进步二等奖、中国纺织工业联合会技术发明二等奖和宁波市高价值专利大赛发明金奖等奖项。
团队面向国家智能制造重大需求,确立了精密驱动与控制技术、智能机器人技术两大研究方向,重点研究直驱电机设计、制造与测试技术,高速、高精度运动系统及精密控制技术,机器人直觉示教、快捷编程、误差补偿及力/运动混合控制技术,基于全向移动平台和模块化柔顺操作机械臂的下一代移动操作机器人技术等。
(一)精密驱动与控制技术
(1)高性能永磁电机
重点研究极端环境/工况/指标特种电机的电磁与拓扑结构设计、机电磁热流多物理场耦合分析、推力/力矩波动优化、功率/力矩密度提升、温度管理与结构散热设计、振动噪声抑制等关键技术,研制水下/航空推进电机、机器人电机、精密直驱电机等高性能永磁电机。
(2)精密运动控制技术
重点研究高速、高精度、高可靠性的控制理论和方法,开发适用于工业实时工况的高性能控制系统,研发用于直驱电机、伺服电机的模块化伺服驱动器,研究伺服系统鲁棒控制、分段式前馈控制方法、运动轨迹优化与自适应振动抑制方法等。
(二)智能机器人技术
(1)工业机器人运用技术
重点研究高精度工件视觉定位、机器人精度标定与误差补偿以及机器人力-运动混合控制等关键共性技术,研发直觉示教与快速编程系统、精度标定与误差补偿系统、机器人磨抛系统、协作机器人、机器人装配系统等工业机器人应用系统。
(2)下一代工业机器人
重点研究工业机器人的驱动-传动-感知一体化设计、运动轨迹规划、柔顺运动控制、人机交互、定位导航等关键技术,研制机器人关键核心部件、协作机器人、全向移动机器人、连续体机器人等机器人系统。
团队已建成机器人与智能制造创新研究院宁波分部、浙江省机器人与智能制造装备技术重点实验室两个省部级创新平台,已形成永磁节能电机研发平台、精密伺服驱动平台、运动控制系统平台、智能感知技术研发平台、机器人集成研发及应用平台五个实验平台。拥有大型科研仪器总计100余台,设备总值7000余万元 ,拥有Ansoft、Ansys、Matlab/Simulink、Adams等价值1000万元的软件平台,为团队在机器人与智能制造装备技术领域开展基础科学研究提供了坚实的保障。
近五年来,团队主持/参与科研项目194项,其中国家级项目30项、省部级项目37项、宁波市及横向项目127项。
近五年来,团队共发表学术论文236篇,其中SCI/EI收录196篇。申请/授权专利199项,其中国际专利7项、发明专利127项。
发表的部分代表性论文
序号 | 论文题目 | 期刊名称 |
1 | Parameter Space Optimization for Robust Controller Synthesis with Structured Feedback Gain | IEEE Transactions on Cybernetics |
2 | Sensor-Based Force Decouple Controller Design of Macro-Mini Manipulator | Robotics and Computer-Integrated Manufacturing |
3 | A Low Detent Force DS-PMSLM Based on the Modulation of Cogging and End Forces | IEEE Transactions on Industrial Electronics |
4 | Design of A Long Stroke Nanopositioning Stage with Self-damping Actuator and Flexure Guide | IEEE Transactions on Industrial Electronics |
5 | A Dual-Sided Hybrid Excitation Eddy Current Damper for Vibration Suppression in Low Damping Linear Motor System | IEEE Transactions on Industrial Electronics |
6 | A Long-Stroke Nanopositioning Stage With Annular Flexure Guides | IEEE/ASME Transactions on Mechatronics |
7 | QuicaBot: Quality Inspection and Assessment Robot | IEEE Transactions on Automation Science and Engineering |
8 | Modeling and Synchronized Control of a Dual-Drive “Checkerboard” Gantry with Composite Adaptive Feedforward and RISE Feedback | IEEE/ASME Transactions on Mechatronics |
9 | A Novel Structure of Tubular Staggered Transverse-Flux Permanent-Magnet Linear Generator for Wave Energy Conversion | IEEE Transactions on Energy Conversion |
10 | Kinematic Calibration of a 4PPa-2PaR Parallel Mechanism with Subchains on Limbs | IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement |
申请/授权的部分重要专利
序号 | 专利名称 | 类别 | 申请号 |
1 | 一种电动推杆 | 国际 | PCT/CN2022/077835 |
2 | 旋转驱动装置及旋转驱动装置系统误差的校正方法 | 国际 | PCT/CN2021/127461 |
3 | 直线驱动装置及直线驱动装置系统误差的校正方法 | 国际 | PCT/CN2021/125669 |
4 | 基于柔性机构的行星轮系消隙装置、减速器及机器人关节 | 国际 | PCT/CN2021/118905 |
5 | 工业机器人绝对精度标定系统及标定方法 | 国际 | PCT/CN2021/092270 |
6 | 一种驱动关节及机器人 | 国际 | PCT/CN2021/088005 |
7 | 无位置传感器的永磁同步电机控制方法及汽车动力系统 | 国际 | PCT/CN2020/079487 |