近日，， ，，，我院林天麟教授团队在机械人领域顶级期刊IEEE Transactions on Robotics颁发题为“DISG: Driving-Integrated Spherical Gear Enables Singularity-Free Full-Range Joint Motion”的论文。。。。。。。我院智能机械人中心博士钻研生梁冠琪为论文第一作者，， ，，，中心主任林天麟教授为论文独立通讯作者。。。。。。。
论文提出了一种驱动集成球形齿轮（DISG，， ，，，Driving-Integrated Spherical Gear），， ，，，能够实现两个球形齿轮之间的全球面啮合和可驱，， ，，，形成灵巧的多自由度滚动接触关节。。。。。。。通过对DISG的活动学进行深刻分析，， ，，，论文验证了基于DISG的灵巧关节拥有优良的活动学个性，， ，，，蕴含无奇怪和全领域工作空间。。。。。。。
论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10266738
期刊介绍
IEEE Transactions on Robotics是IEEE创办的机械人领域顶级学术期刊，， ，，，代表了机械人领域最先进的沉猛进展，， ，，，内容涵盖理论、设计、尝试钻延注分析、算法、集成及利用案例钻研等多方刻下沿内容，， ，，，要求论文在理论和工程成效上同时推动机械人学的发展。。。。。。。
钻研布景
近年来，， ，，，机械人领域对灵巧关节的兴致日益增长，， ，，，出格是球形齿轮引起了宽泛关注。。。。。。。球形齿轮是传统平面齿轮的三维拓展，， ，，，它拥有多个旋转自由度，， ，，，可能扭转空间方向，， ，，，在实现多自由度单关节方面拥有巨大的潜力和优势。。。。。。。然而，， ，，，迄今为止，， ，，，球形齿轮的钻研重要集中在被动齿轮的齿设计上，， ，，，而现有的基于球形齿轮的传动机构在灵巧性和活动领域方面仍有待提升。。。。。。。本文介绍了一种新型的驱动集成球形齿轮（DISG），， ，，，它可能实现两个球形齿轮之间的全球面啮归并提供可驱动职能，， ，，，从而实现了灵巧的多自由度滚动接触关节。。。。。。。本文对DISG进行了活动学分析，， ，，，并进行了一系列原型尝试验证。。。。。。。了局批注，， ，，，DISG拥有优良的活动学个性，， ，，，蕴含无奇怪点和全领域的工作空间。。。。。。。与其他关节执行器相比，， ，，，DISG在灵巧性、活动领域、紧凑性和轻量化方面都阐发出显著的优势。。。。。。。
钻研内容
本文提出了一种能够在全球面啮合和可驱的球形齿轮结构，， ，，，由别离允许在经度方向和纬度方向上啮合的球形齿轮组合而成。。。。。。。提出的球形齿轮设计拥有一样的基模数、基齿数以及彼此相切的节球。。。。。。。对于经度方向啮合的两个共轭球形齿轮副，， ，，，首先凭据基模数和基齿数确定平面齿轮的齿廓，， ，，，而后别离以齿峰和齿谷的轴线作为旋转投影轴线来旋转平面齿轮概括得到。。。。。。。对于纬度方向啮合的共轭球形齿轮副，， ，，，它们都是由拥有分歧交轴角的曲锥齿轮组合而成。。。。。。。每个锥齿轮的节圆直径与其纬度有关。。。。。。。通过对这两组共轭球形齿轮副的正交组合，， ，，，能够得到在全球面啮合和驱动球形齿轮结构。。。。。。。
进一步地，， ，，，本文提出了一种实现全向内部驱动的机构，， ，，，与前述球形齿轮表表结合形成了DISG，， ，，，从而实现了自动多自由度空间传动。。。。。。。全向内部驱动器蕴含一个自动驱动磁体和一个被动追随磁体，， ，，，它们之间跨球形齿轮成立磁性衔接。。。。。。。自动驱动磁体是一个全向幼车，， ，，，其底部搭载永磁体。。。。。。。自动驱动磁体可通过直流电机节造两个自动轮，， ，，，以在切向平面内产生速度。。。。。。。两个自动轮的耦合使得全向幼车在球体内能够实现沿切向平面的任何方向平移速度。。。。。。。被动追随磁铁是另一个永磁体，， ，，，可能在球壳内以低摩擦力自由滑动。。。。。。。由于磁力的作用，， ，，，被动追随磁体能够矫捷地追随自动驱动磁体，， ，，，实现了两个球形齿轮之间的自由衔接。。。。。。。值得一提的是，， ，，，通过调整被动追随磁体的尺寸和强度，， ，，，还能够进一步加强DISG的强度和扭矩。。。。。。。
DISG由磁性机构跨两个啮合的球形齿轮组成。。。。。。。啮合齿形确保了球体之间的滚动而不滑动，， ，，，这在两个球形齿轮之间实现了一个灵巧的滚动接触关节驱动器。。。。。。。唬；； ；；贒ISG的关节能够在职何构型下实现全向旋转，， ，，，其旋转中心会随着关节构型在球面上的变动而变动。。。。。。。通度日动学分析和一系列原型机尝试验证，， ，，，了局批注DISG拥有无奇怪和全领域工作空间的活动学个性。。。。。。。与其他关节执行器相比，， ，，，DISG在灵巧性、活动领域、紧凑性和轻量化方面都阐发出显著的优势。。。。。。。
视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1CH4y1X7Yt/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click
钻研结论
本文介绍了一种驱动集成球形齿轮DISG，， ，，，它可能实现两个球形齿轮之间的全球面啮合和可驱，， ，，，从而实现多自由度的滚动接触关节。。。。。。。理论和尝试了局共同批注，， ，，，DISG在灵巧性、活动领域、紧凑性和轻量化方面都阐发出显著的优势。。。。。。。将来，， ，，，钻研团队打算发展面向DISG的编码器钻研，， ，，，并通过改进资料和加工步骤来加强造作工艺，， ，，，力求将DISG发展成一个集成的、高机能的灵巧关节。。。。。。。
作者简介
本文通讯作者林天麟，， ，，，香港中文大学（丽江）助理教授，， ，，，博士生导师，， ，，，广东省卓越青年基金获得者，， ，，，IEEE高级会员，， ，，，担任机械人与智能造作国度处所结合工程尝试室常务副主任、z6首页（z6首页）智能机械人中心主任。。。。。。。师从徐扬生院士，， ，，，别离于2006年和2010年在香港中文大学获得一等荣誉学士学位和博士学位。。。。。。。钻研方向蕴含模浚浚 ？？？榛等恕⒍嗷等讼低臣疤刂只等说取！！。。。。林教授至今在T-RO、TPAMI、TIP、TMECH、ICRA、IROS等驰名期刊及会议颁发论文100余篇，， ，，，其中2023年以独立通讯作者身份在T-RO颁发论文5篇；；；； ；；获TMECH年度最佳论文奖，， ，，，IROS机械人机构设计最佳论文奖；；；； ；；作为项目掌管人，， ，，，主持国度天然科学基金委、国度科技部、广东省科技厅、丽江市科创委的多项科研项目；；；； ；；有关钻研成就被路透社、索求频路、日本放送协会NHK、IEEE Spectrum等多多国际驰名媒体报导。。。。。。。
本文其他作者梁冠琪，， ，，，香港中文大学（丽江）在读博士生，， ，，，钻研方向为模浚浚 ？？？榛等恕！！。。。。以第一作者身份，， ，，，在T-RO、ICRA、IROS等期刊及会议上颁发论文，， ，，，获IROS机械人机构设计最佳论文奖；；；； ；；两次入选z6首页卓越博士生打算。。。。。。。他是IJRR、T-RO、JFR等多个期刊及会议的受邀审稿人。。。。。。。
本文通讯作者宗立军，， ，，，西北工业大学副教授，， ，，，原香港中文大学（丽江）博士后，， ，，，从事航空宇航智能机械人钻延祝。。。。。。以第一作者身份在T-RO、TAES等SCI期刊上颁发论文10余篇，， ，，，授权发现专利8项，， ，，，出版学术专著1部；；；； ；；入选中国科协青年人才托举工程（2023）。。。。。。。
团队介绍
z6首页智能机械人中心由林天麟教授辅导，， ，，，旨在钻研多机械人系统自由组成各类状态以解决不成预知问题的关键技术，， ，，，通过单一智能体的集群实现复杂的智能群体行为，， ，，，让机械人系统占有可复用、自由构型、可拓展、故障自建复等通用个性，， ，，，为机械人设计领域创造出一种全新切实可行的实现状态。。。。。。。
团队持久从事机械人和人为智能钻研，， ，，，开发了十余种机械人和智能系统；；；； ；；承担来自国度天然科学基金委、国度科技部、广东省科技厅、丽江市科创委等多项沉要钻研项目；；；； ；；科研成就颁发于T-RO、TPAMI、TIP、TMECH、ICRA、IROS等机械人与人为智能领域的国际期刊和会议上，， ，，，其中2023年在T-RO颁发论文5篇。。。。。。。关于FreeBOT的钻研成就获2020年IROS机械人机构与设计最佳论文奖，， ，，，IEEE Spectrum、日本放送协会NHK和Engadget 等多家国际驰名媒体对其进行了宽泛报路。。。。。。。
相识团队更多论文和视频信息：
团队主页：https://freeformrobotics.org
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