在美國波士頓召開的第39屆美國機械工程師學會（簡稱ASME）機構學與機器人學大會上，天津大學機械學院教授戴建生因其在變胞機構研究中取得的突出成果，被授予2015年ASME機構學與機器人學終身成就獎。該獎設立于1974年，頒發(fā)給世界范圍內(nèi)對機構設計和機構理論，以及機構和機器人系統(tǒng)設計與應用領域有著終身杰出貢獻的學者，是國際機構學與機器人學最高獎。據(jù)悉，自該獎項設立40余年來，截至2014年僅有26位國際知名機構學與機器人學專家獲得過此項殊榮。

 

　　機構是機器和機器人的基本組成。人類在實際應用中的需要促使科研工作者開始研究突破和拓寬傳統(tǒng)定自由度和定拓撲結構的新機構。變胞機構是一種新構型的機構，能在瞬時使某些構件發(fā)生合并、分離，或出現(xiàn)幾何奇異，并使機構有效構件數(shù)或自由度數(shù)發(fā)生變化。據(jù)戴建生團隊科研人員介紹，傳統(tǒng)航空航天領域的衛(wèi)星天線和太陽能帆板采取的是可展式結構，該機構具有一次自由度變化，即折疊起來的衛(wèi)星天線和太陽能帆板在進入太空后可以展開，但此后就進入零自由度狀態(tài)。變胞機構連續(xù)運行中，至少有一次自由度變化，并在自由度變化后，機構仍保持運行。

 

　　變胞思想已經(jīng)開始在機器人制造業(yè)上取得應用。北京航空航天大學科研人員開發(fā)了變胞探測車，利用變胞原理，采用桿件變換，使其變形并變換不同的行走方式以適應不同的需求和不同的環(huán)境。新加坡南洋理工大學的科研人員開發(fā)了變胞水下車，利用變胞概念，變換車形來完成所需的工作任務。

　　制造業(yè)應用助力工業(yè)4.0

 

　　ASME機構學與機器人學終身成就獎委員會認為，戴建生通過在理論研究、機構創(chuàng)新、實踐應用與學會工作等方面的貢獻，對可重構機構和可重構機器人作出了持續(xù)的開拓性貢獻，在世界范圍內(nèi)起了引領性作用，產(chǎn)生了持久與深遠性影響；戴建生同時探索與挖掘了旋量系關聯(lián)規(guī)律與旋量代數(shù)理論，揭示了機構約束演變及其對機構重構的機理，建立了變胞機構與可重構機構理論。

 

　　戴建生表示，除應用于機器人結構演變和發(fā)展，變胞原理也逐漸應用于制造業(yè)。在加工制造中進行機構的演變，提供了合理的加工工藝和優(yōu)化了夾具的應用，有利于簡化和加速加工制造，縮短加工周期。在推進《中國制造2025》這個中國版“工業(yè)4.0”規(guī)劃中，變胞機構將發(fā)揮重要作用。