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变胞机构具有自我重构和重组特性，使基于此类机构构型的仿生机器人能够满足复杂多变环境下多功能任务需求，而仿生机器人变胞机构存在多个稳态和变胞态执行过程中不稳定和性能差的问题。自然界中生物普遍具有冗余活动特点，使其表现出高灵活性，受此启发，引入冗余驱动概念，研究仿生机器人变胞机构构型的理论和方法。针对变胞机构临近奇异位形处运行不稳定问题，提出布置冗余驱动副的方法；针对变胞机构构态变换时性能差的问题，通过改进策略进行尺度优化，从而提高仿生机器人稳定性和变胞能力。运用螺旋理论、方位特征法、影响系数法和构态变换理论，探究变胞机构约束特性、拓扑特征和变胞构态特点，阐明冗余驱动与期望运动规律，揭示机构稳定运动机理；引入优化策略，探明机构内在变胞机理，提高仿生机器人变胞能力；搭建虚拟样机模型，进行仿真分析和验证。本项目研究仿生机器人变胞机构构型与性能优化的理论和方法，具有十分重要的理论意义和工程应用前景。

仿生机器人是仿生学与机器人领域应用需求的结合产物，同时具有生物和机器人的特点，已经逐渐在反恐防爆、探索太空、抢险救灾、医疗康复等不适合由人来承担任务的复杂环境中凸显出良好的应用前景[1]。 国内外学者针对仿生机器人的研究主要集中在陆面仿生机器人、空中仿生机器人以及水下仿生机器人三类[2]，此外，还有研究出水陆两栖机器人[3-4]、水空两栖机器人[5]等具有综合用途的仿生机器人。 生态环境变化加剧和自然资源日益紧缺的情况下，作为机器人“骨架”的机构对变结构特性的需求不断提高[6]。传统机构一旦完成设计,其拓扑结构与活动度就不再变化，使其功能任务单一。变胞机构具有多稳态和构态变换特点,能够满足多任务、多工况与多功能的要求，实现“一机多用”，能够达到节约资源与降低能耗的目的[7]。

经过多年的发展，变胞机构已经被熟练的应用于移动机器人领域内，这使变胞机器人一度成为前沿学科。经过变胞机构的优化设计，变胞移动机器人在运动期间能够根据场景的变化转变自身结构，提升轮式机器人、履带式机器人以及足式机器人对环境的自适应能力，强化机器人内部变胞机构的协调性。本项目研究仿生机器人变胞机构构型与性能优化的理论和方法，具有十分重要的理论意义和工程应用前景，所以市场前景还是不错的。

课题组成员一直从事机械仿生学、机构学与机器人研究和机器人专业相关教学科研工作，具备了一定研究基础。项目成员主研过《少自由度并联机构过约束特性与配置策略的研究》国家自然科学基金项目（项目编号：51105397），主要对少自由度并联机构进行研究，重点研究过约束特性与配置策略；通过对并联机构约束的作用机制研究，提出了一种力学特性分析方法，其方法能够广泛应用于过约束机构研究。

该技术与1998年推出，经历了20多年的发展至今，任然属于机构研究学的热点，而在移动机器人领域中，变胞机构的映入与应用使得变胞机器人成为前沿学科。通过变胞机器设计，移动机器人可以在运动过程中可以改变本体结构，从而提高轮式、腹带式。足式机器人的环境适应能力合灵活性。从而太贵了机器人行走的稳定性等，因而得等了广泛应用，降低了投入的成本，提高了企业的收益

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