专    业：机械工程

导    师：张俊 教授

毕业去向：深圳麦科田生物医疗技术股份有限公司

教育及工作背景：

2018年9月至2021年6月     福州大学   机械工程   工学硕士学位

2014年9月至2018年6月    福州大学   机械设计制造及其自动化  工学学士学位

研究方向：

并联机构

参与科研项目：

1.福建省科学技术厅, 自然科学基金项目（杰青）, 基于1T2R并联式摆角头的五轴混联数控加工单元设计理论与关键技术研究（2020J06010）,2020-2023，参与

2.企业合作（厦门万久科技股份有限公司）,横向合作项目, 高端并混联数控装备研发（00201806）, 2018-2022，参与

发表论文：

1.张俊,池长城,汤腾飞等.五自由度混联3D打印机设计与运动学分析[J].中南大学学报(自然科学版),2020,51(10):2822-2833.

2. 张俊,池长城,蒋舒佳.2UPR-RPS型并联机构精度设计[J].农业机械学报,2021,52(07):411-420.

3.张俊,蒋舒佳,池长城.2UPR&2RPS型冗余驱动并联机器人的运动学标定[J].机械工程学报,2021,57(15):62-70.

4.Tang Tengfei, Chi Changcheng, Fang Hanliang, Zhang Jun*. Geometric Error Propagation Model-Based Accuracy Synthesis and Its Application to a 1T2R Parallel Manipulator[J]. Journal of Mechanical Design, 2022, 144(7): 073304.

授权专利：

1.张俊,池长城,蒋舒佳等. 一种五自由度混联3D打印机[P]. 福建省：CN210733293U,2020-06-12.

2.张俊,池长城,蒋舒佳等. 立式混联雕刻机及其工作方法[P]. 福建省：CN111438539A,2020-07-24.

3.张俊,池长城,蒋舒佳等. 立式混联雕刻机[P]. 福建省：CN212217783U,2020-12-25.

4.张俊,蒋舒佳,池长城等. 一种五自由度混联艾灸机器人[P]. 福建省：CN110812210A,2020-02-21.

奖项与荣誉：

2018年  福州大学研究生新生一等奖学金

硕士学位论文简介：

2UPR&RPS并联机构误差建模与精度设计

并联机构的运动精度是制约混联机床加工精度的关键。本文以自主研发的2UPR&RPS并联机构为例,拟开展其运动学分析、误差建模、精度设计、样机研制和精度测试等研究。论文的主要内容包括:首先,提出一种拓扑构型为2UPR&RPS的并联机构概念设计方案,并对其进行运动学建模与分析。相关内容包括:

运用旋量理论对其进行自由度分析,证实其具有两转一平(2R1T)运动能力;基于闭环矢量法得到其位置正/逆解;基于驱动雅克比和约束雅克比进行机构的奇异性分析,得出其在约束范围内无奇异位置;利用分层切片搜索法,对其进行工作空间预估,得到满足边界条件下的工作空间。

其次,基于一阶摄动原理,建立2UPR&RPS并联机构的几何误差模型,以明晰机构中各几何误差源与末端位置和姿态误差的映射关系,并通过数值仿真验证了所建误差模型的正确性。对Sobol序列进行性能分析,并利用Sobol序列的拟蒙特卡洛法(Sobol-QMC)求解2UPR&RPS并联机构的末端位姿误差。通过建立末端位姿误差的标准差模型,获得给定工作空间内末端位姿误差标准差的分布规律。

再次,利用区间分析理论,建立几何误差源的灵敏度指标,通过灵敏度分析,明晰了各几何误差源对末端位置和姿态误差的影响程度。建立以灵敏度指标为分配权重的精度综合模型,并结合均匀设计法进行机构的精度综合。采用Sobol-QMC法,对精度综合得到的几何误差源区间数进行仿真验证,证实了所提精度综合方法的可行性和误差源分配的合理性。在此基础上,制定出并联机构中关键零部件的制造公差和配合公差,并据此指导实验样机研制。

最后,基于模块化思想,研制一台2UPR&RPS并联机构样机,并搭建其软、硬件控制系统。在此基础上,搭建运动精度测试平台并开展其运动精度测试。测试结果表明:(1)本文所设计的2UPR&RPS并联机构具有2R1T运动能力,也验证了运动学分析的正确性;(2)实测的末端位置误差贴近理论值,满足预设的精度设计条件,证实了所提精度设计的可行性。