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上传时间：2017-10-23
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[主讲人: J S Dai（戴建生）教授] [时间: 2012-11-04 09:00:00]
机构是传统机械系统和机器人的基本组成。机构学具有雄厚的数学背景，广泛采用了各种数学工具为机械工程、仪器工程、控制工程等多种学科奠定了理论基础。从最古老的杠杆原理到18和19世纪盛行的应用数学都被延伸到机构的分析与综合。20世纪下半叶兴起的现代机构研究和机器人的发展，使机构学已经发展成一门成熟的自然科学。随着机构学的发展，应用于机构研究的旋量理论，李代数，影射几何，群论以及图论也有了新的涵义和发展。
在现代科学技术发展的推动下，机构的发掘和现代机构学的研究有了很大的深化。尤其在20世纪90年代至今，一些老机构的新含义被开掘，一些新型机构被提出。其中具有代表性的是基于机构的自我组合和自我重构而出现的新机构。该类机构的出现源于人类开发大自然和开拓外空间的实际需求，是对传统意义上具有定拓扑结构和定自由度机构的一个新的突破和拓宽。
该报告论述了国际可重构机构的发展，介绍了其在北美，欧洲和中国的发展情况。报告以可重构机构的发展为蓝本，介绍机构学研究中的新学术思想。报告基于当前机构领域科研进展，探讨了变胞机构在国内外的发展和其在机器人以及制造业中的应用，尤其是变胞原理在变结构机器人及多指机器手中的推广。该研究奠定了变胞机构的理论基础，为变胞机构进一步的研究和发展开拓了道路。
可重机构有着广泛的应用前景，尤其在机器人和制造业中。在机器人结构研究中, 变胞机构带来了新的发展。利用变胞原理开发研制出变胞手，其结构和自由度在运行中可以灵活变化，由此向多指手提供了额外的自由度，便于控制手指抓持方位，并增大了其操作过程中的灵巧度。在医疗机器人及按摩器设计中，可重构机构带来新型多工作模式机械结构。在星球探测车开发中，可以基于变胞原理，采用杆件变换，使其车身发生变形，进而变换不同的行走方式以适应不同的自身操作需求和外界复杂多变的环境。
除了应用于机器人结构的演变和发展，变胞原理已逐渐应用于制造业中。新型机械制造业基于变胞原理，运用变胞机构和柔性机构的交集，在加工制造中进行机构的演变。这种演变提供了合理的加工工艺并优化了夹具的应用，有利于简化和加快制造速度，缩短加工周期。
报告介绍了最新科研中开发的具有变胞特性的现有机构和新型机构，探讨了变胞机构在机器人机构设计中的应用以及变胞原理在加工制造中的拓展。讲述由可重构机构研究开拓的创新性研究思路。概括变胞机构进一步发展和开发应用的理论与实践基础。
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