本项目面向实现航空结构件先进制造装备的自主创新的重大需求，基于国家发明专利，研发出一种无伴随运动的3-PRRU并联机构，可以克服传统的和现有的基于并联机构的航空结构件加工设备主轴头部件的缺陷，且控制算法较为简单，为进一步研发具有自主知识产权，可实用的并联机床和主轴头奠定基础。

航空制造业是国家战略产业，具有自主核心技术的高端航空结构件加工装备是航空制造业发展的关键。目前，德国DS公司基于3-PRS并联机构开发了三自由度Z3主轴头，再加上X、Y两自由度的移动，组成Ecospeed五轴加工中心，具有高效、高速和可靠性好的优点，已成为西方发达国家用于大型航空结构件加工的事实上的标准装备。而目前国内航空制造企业多采用五轴龙门立式机床完成航空结构件加工,其缺点是不能实现大型航空结构件所需的高速高效加工，并且现有装备开工率趋近饱和，不能满足国产新型民/军机量产的需要。
Z3 主轴头属于高端制造装备，欧美国家对我国实行装备禁运以及核心技术封锁。此外，Z3主轴头的主机构3-PRS并联机构存在伴随运动，国内研究单位对3-PRS并联机构伴随运动的本质、规律、标定技术和补偿方法缺乏研究，难以研制出Z3类主轴头。因此，发明具有无伴随运动的3自由度并联机构，为进一步研发具有自主知识产权，可实用的并联机床和主轴头奠定基础。
本项目面向实现航空结构件先进制造装备的自主创新的重大需求，在机构学基础研究层面针对以下几个问题开展深入研究：(1)构型创新设计，发明出既有自主知识产权又具工程实用价值的无伴随运动3-PRRU并联机构；(2) 运动学分析与性能评价，掌握无伴随运动3-PRS类并联机构的设计方法；(2) 动力学分析与性能评价，确定机构驱动力与其末端执行器速度、加速度之间的关系，为研究控制系统参数优化奠定基础；（3）数字化设计平台的构建，缩短3-PRS类并联机构的研发周期，为该类机构产业化生产提高了竞争力；（4）样机试验验证，验证理论方法的正确性和有效性。
项目研究成果不仅丰富、发展了并联机器人机构学基础理论，同时为其实际工程应用夯实技术基础，对推动我国航空结构件加工装备的自主创新具有重要作用。

第十二届“挑战杯”作品 三等奖
省第十二届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛 一等奖

校第十二届“挑战杯”大学生课外学术作品竞赛 二等奖