能夠全地形應用的變速輪椅、高速搬運并聯機器人……在我校科技成果先進制造專場對接會上，專家教授們的科技成果引起多方單位關注，不少企業家現場“圍住”專家簽署合作意向書。其中陳修龍教授除了因發明輪椅和企業簽約外，還因“高速搬運并聯機器人”科技成果和企業簽署合作意向。
記者注意到，除了這些發明，陳修龍教授還獲得過山東省科技進步獎、國家專利等多項獎項，他們科研人員平日里是如何進行科研工作的？他們對青年師生做科研有什么樣的建議？近日，記者對陳修龍教授進行訪談。
記者：我們從山東省科學技術獎勵大會上獲悉，您主持完成的“空間并/混聯機器人機構設計理論、方法及其工程應用”獲省科技進步獎，同時您的科研成果在我校科技成果先進制造專場對接會上，還被多家企業“圍住”簽約，請問您做這些科研的背景和目的是什么？
陳修龍：我博士就讀于燕山大學機器人研究中心，該中心是我國最早從事并聯機器人研究的單位，在國內外享有很高的聲譽，我很慶幸自己在博士階段跟隨機器人中心主任趙永生教授從事并聯機器人機構學理論與應用技術的研究，恩師趙永生教授和機器人中心黃真教授在科學研究方法上給了我很大的啟發和指導，這對我畢業后獨立從事研究工作影響很大。
在17年的研究中，我深深地意識到空間并/混聯機器人機構的構型設計、性能評估及設計方法是阻礙并/混聯機器人機構實際應用的瓶頸問題，解決上述問題，為并/混聯機器人裝備的設計保駕護航、提高研發的一次性成功率、讓設計人員少走或不走彎路是我們的目的。
記者：這項科研成果有什么特點，主要能在哪些方面應用？
陳修龍：機器人機構是機器人裝備的骨架和執行器，機器人裝備的自主創新離不開機構創新。我們主要任務是為機器人裝備設計骨架。
空間并/混聯機器人機構具有剛度高、承載能力大、速度高、慣量小等特點，在需要高剛度、高精度、高負載的應用領域，例如在鍛造操作機、運動模擬器、高速并聯機器人等裝備中，得到了廣泛的應用。
本成果建立了一套具有普適性的空間并/混聯機器人機構構型設計、性能評估及優化設計的理論和方法體系，為企業和院所提供并/混聯裝備研發的整體化解決方案，促進并/混聯機器人裝備工程實用化和產品化發展，完善并/混聯機構學理論。也就是說企業可以按照本成果提供的理論方法很順利地完成并/混聯機器人裝備的研發。
記者：能講一下您的整個研究過程以及研究的難點在什么地方嗎？
陳修龍：如何根據并/混聯機器人裝備的功能要求，設計機器人機構的構型，也就是機器人機構包括多少個構件，多少個支鏈，多少個運動副，以及它們之間如何連接，支鏈的空間位置如何布置？最終機器人的樣子是什么樣的？設計出的機器人性能怎么評估，如何設計滿足性能要求的機器人尺度等結構參數，眾所周知，高速輕質并聯機器人是目前機器人發展的重要方向，解決高速輕質機器人的動力分析設計等都是我們研究過程中遇到的難點。
克服這些難點需要我們具備空間機構學、多體動力學、非線性動力學、數值計算方法和優化設計技術等學科知識來解決。
記者：目前這項研究已取得哪些創新性成果？
陳修龍：這項成果在三個方面取得突破創新。
一是建立了空間并/混聯機器人機構的構型設計理論和方法，實現了解耦和非解耦并/混聯機器人機構構型設計。
二是提出了空間并/混聯機器人機構性能評估和尺度優化的理論體系，實現了機器人機構整體性能評價和性能優化。
三是提出了空間并/混聯機器人機構的非線性彈性動力學建模、動力學行為分析和彈性動力學優化設計的理論方法體系。實現了對高速機器人機構真實動力學行為的準確預測和動力學設計。
記者：研發成果轉化和前景目前是什么情況？
陳修龍：利用本成果提出的并聯機器人新構型，借助于性能評估、尺度優化和非線性動力學理論方法等，創新設計和開發出了運動模擬器、并聯穩定平臺、高速搬運機器人、3D打印機等并/混聯機構構型的新裝備樣機或產品，獲得有關并/混聯機器人的國家授權發明專利15項。
本成果為機器人機構優化設計和產品創新提供了有效途徑。
記者：下一步，有什么樣的預期和計劃？
陳修龍：下一步主要工作首先是成果的進一步推廣和工程應用及成果進一步完善；其次，在基礎理論技術方面，圍繞機器人機構關鍵基礎理論技術深入開展應用基礎研究，解決機器人實際應用中遇到的卡脖子問題；第三，在應用方面，以工業需求為導向，研發出成套機器人裝備。
多年來我們一直與從事機器人研究的相關高校和企業開展合作，在理論技術研究及工程應用方面各取所長、相互促進，取得了豐富的成果，今后我們更要加大合作力度，特別是與知名智能制造裝備企業，以及機器人公司的合作力度，爭取在機器人理論技術研究和工程應用及智能裝備研發方面取得更大的突破。
記者：在我校先進科技成果先進制造對接會上，也看到您的其他成果，如“用于康復休閑的杠桿驅動式輪椅”受到企業的好評，并簽署了合作協議，對這項成果（驅動式輪椅）的研究背景及研究過程可以簡單介紹一下嗎？
陳修龍：本項目的目的是提供了一種自助、省力、價格低廉、操作簡單、普通百姓都用得起、用得好的輪椅，主要應用于助老、助殘和運動健身領域，使廣大殘疾人群體、老年人群、康復人群能自己獨立、自主、方便的出行，也可以作為娛樂設備應用在戶外娛樂場所，為人民帶來健康。特別適應大坡度路面和復雜泥濘的地形，具有非常廣闊的應用前景。目前該輪椅已經完成了第三代產品的設計制造及不同路況的實際測試，完全達到了設計要求。
本輪椅主要基于杠桿驅動原理設計，創新點主要體現在3個方面：一是提出了一種基于杠桿驅動的變速輪椅，具有結構簡單、省力易操作、重量輕易維修等優點；第二，輪椅的兩側安裝單向傳動鏈，可采用齒輪和鏈輪兩種換向裝置，能實現雙向無間歇驅動或單向驅動；第三，擺桿式剎車結構限制了車輪倒轉，可以實現上坡防溜車、下坡緩速滑行等功能。
本輪椅的優點主要包括：省力易操作、上坡角度大（可達10度）、杠桿隨動手剎、安全防后翻、松手即停、可折疊便于攜帶。本產品不僅解決了電動輪椅體積大、重量大、價格昂貴的缺陷，也解決了普通輪椅驅動費力、難以爬坡和地形適應性差的缺陷。本項目已獲得山東省科技工作者創新大賽二等獎等各種獎勵7項，已獲授權國家發明專利2項、實用新型專利2項。
記者：我們發現，除了擁有省科技進步獎的成果外，您還有多項科研成果受到大家關注，請問在科研方面，您能否向青年師生介紹一下您的經驗？您對青年師生有什么建議嗎？
陳修龍：目前我們正在開展高速并聯機械手、工業機器人、移動機器人、并聯波浪能發電機器人等研發工作，機電學院已把機器人裝備研發作為學院重要的研究方向，已在工業機器人、煤礦機器人、移動機器人等方面布局，期望取得重大突破，現已引進了國內知名機器人專家，如北京交通大學的姚燕安教授等，以及多位從事機器人研究的優秀博士。學院也開展了“揚帆計劃”，重點支持青年教師的教學科研工作，加快教師的成長，目前學院教師的干勁很足。我相信在不久的將來，機電學院圍繞機器人的相關研究一定會得到長足的發展，
在省內處于領先水平，在國內占有一席之地。我更有信心在學院的大力支持下、在相關專家的幫助下，我們團隊在機器人與機構學及智能裝備領域將會取得更大的進步。2018年12月份，我受學院委托為機電學院青年教師做了一場“思辨論壇”報告，在報告中我與同事們分享了自己博士畢業后的困惑和多年的發展歷程，引起了老師們的共鳴，談這些內容的最大目的是通過自己的切身經歷來引導青年教師成長，讓他們少走彎路。
我想和青年教師說的是科學研究沒有捷徑，不要盲目地跟風，要堅持自己的主方向，更不要急功近利，只要堅持終能取得成功。（記者：任波）
