机器人研究所主要从事机器人基础理论和应用关键技术研究，瞄准机器人学研究的国际前沿，重点研究并联机器人机构设计与分析的相关科学问题，近年来在并联机器人结构综合理论、机器人性能分析与控制以及机器人化装备的研究与开发方面取得了系列成果。 在国内外著名学术期刊发表了学术论文150余篇，其中SCI/EI检索论文60余篇，先后获省部级科技进步一等奖1项，教育部高等学校自然科学提名一等奖1项，获发明专利20余项。特别是在少自由度并联机构构型设计的解析方法研究方面，具有一定的国际影响，相关的研究论文SCI单篇他引达120多次。研究所高度重视机器人技术的应用研究，近年来研究和开发了数款大型机电技术装备，为我国制造业和能源行业装备的自动化、智能化以及低能耗等做出了突出的贡献。

　　机器人灵巧手

　　航天机器人装备

　　外骨骼机器人

　　可折展机构

       并联机器人

   科研成果

1.  2005，并联机器人机构的现代分析与综合理论，教育部提名国家科学技术奖（自然科学奖）一等奖

2.  2000，并联机器人机构学理论与控制，河北省科技进步奖一等奖 

3. 2009，北京交通大学红果园人才支持计划D类，1人

4. 2012，教育部新世纪优秀人才计划，1人

5. 2012，承担的神华集团《选煤厂粉尘综合治理工程》项目获得国家重点环境保护实用技术示范工程称号

6. 2011，上银优秀机械博士论文，优秀奖

教学成果

1.  2000，北京市精品课程 《机械原理》 

2.  2001，动手能力与创新能力培养的改革与实践，北京市教学成果奖 二等奖

3.  2007，《现代机械工程综合实践教程》获评北京市精品教材、国家“十一五”规划教材

4.  2008，适应铁路发展需求，培养具有行业特色的创新人才，北京市教学成果奖 二等奖

5.  2009，面向国家重大需求，培养具有轨道交通特色的创新型工程人才，国家教学成果一等奖

6.  2012，发挥轨道交通学科优势，培养行业特色拔尖创新人才，北京市教学成果特等奖

   研究所主持包括国家自然科学基金、北京市自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划、基本科研业务费专项、军工配套及企业合作项目50余项。

1. 国家自然科学基金“面上”: 基于并联机构的机器人灵巧手设计与分析研究, 2020.1.1-2023.12.31, 60万元。

2. 国家自然科学基金“面上”: 广义并联机构构型设计理论与性能评价方法研究, 2017.1.1-2020.12.31, 62万元。

3. 国家自然科学基金“面上”: 面向任务的全姿态飞行模拟器机构设计及控制方法研究, 2015.1.1-2018.12.31, 80万元。

4. 国家自然科学基金"青年": 基于冗余结构的自适应容错并联机器人设计理论研究, 2016.1.1-2018.12.31, 21万元。

5. 国家自然科学基金“面上”: 高性能冗余并联机构的设计理论与方法研究，2012.1.1-2015.12.31，60万元。

6. 国家自然科学基金项目“面上”: 基于数理逻辑的空间多环机构型综合方法研究，2011.1.1-2013.12.31, 36万。

7. 国家自然科学基金“面上”: 少自由度并联机器人真实运动特性研究，2007.1.1-2009.12.31，28万元。

8. 国家自然科学基金“面上”: 对称结构的非过约束4自由度和5自由度并联机器人机构综合方法研究，2004.1.1-2006.12.31，21万元。

9. 国家自然科学基金“面上”: 机器人通过奇异位形的轨迹控制方法研究,199.1.1-2001.12.31, 10万元。

10. 红果园：数控加工模拟系统开发，2008-07-12--2008-08-31，19.8万元

11. 红果园：基于试验件的测控系统研究，2008-09-12--2008-10-12，7.9万元

12. 红果园：泡沫熟料仿行加工设备研制，2009-04-20--2011-04-30，156.8万元

13. 红果园：基于数控技术的试验件仿型加工系统，2009-05-01--2010-04-30，38.8万元

14. 红果园：泡沫加工厚度在线检测系统开发，2011-06-20--2011-12-30，35.5万元

15. 红果园：高精度大工作空间自动喷涂机器人研究，2011-04-06--2012-04-06，230.0万元

16. 红果园：大型复杂特种工件涂层自动喷涂装备关键技术研究，2011-03-15--2014-03-15，200.0万元

17. 红果园：大型球面工件自由曲面成型加工装备研制，2013-05-01--2014-11-30，86.4万元

18. 红果园：大型圆柱工件自由曲面等厚实时加工设备研制，2013-05-01--2014-11-30，74.0万元

19. 红果园：Φ5m箱体泡沫塑料等厚加工工艺改进研究，2013-05-01--2015-05-01，89.6万元

20. 北京市自然基金“面上”：多功能可重构康复机器人系统设计理论及关键技术研究，2013-01-01--2015-12-31，14.0万元。

21. 北京市自然基金“面上”：面向操作任务的空间过约束闭环机构综合及优选理论研究，2010年——2012年，4万。

22. 教育部“新世纪优秀人才”： 新世纪优秀人才支持计划，2013年——2015年，50万。

23. 教育部基本科研业务费专项：冗余并联装备设计理论及关键技术研究，2013年——2016年，51万。

24. 横向合作项目：悬浮式物料输送系统技术开发，2010年——2013年，780万。

25. 横向合作项目：变电站环境智能保障系统技术开发，2012年——2013年，560万。

1. Yuefa Fang and Lung-Wen Tsai, Structural synthesis of a class of 4-DOF and 5-DOF parallel manipulators with identical limbs, The International Journal of Robotics Research, 2002, 21(9):799-810.
2. Yuefa Fang, Lungwen Tsai, Enumeration of a class of overconstrained mechanisms using the theory of reciprocal screws, Mechanism and Machine Theory, 2004, 39(9):1175-1187.
3. Yuefa Fang, Lungwen Tsai, Analytical Identification of Limb Structures for Translational Parallel Manipulators, Journal of Robotic Systems, 2004, 21(5):209-218.
4. Yuefa Fang, Lungwen Tsai, Structure Synthesis of a Class of 3-DOF Rotational Parallel Manipulators, IEEE Transactions on Robotics and Automation, 2004, 20(1): 117-121.
5. Sheng Guo, Jian Liu, ZhiRen Li, et al. Experimental research on air film formation behavior of air cushion belt conveyor with stable load. SCIENCE CHINA Technological Sciences, 2013, 56(6):1424-1434.
6. Sheng Guo, Haibo Qu, Yuefa Fang, et al. The DOF Degeneration Characteristics of Closed Loop Over-Constrained Mechanisms. Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, 2012, 36(1): 67-82.
7. Sheng Guo, Yuefa Fang, Haibo Qu. Type synthesis of 4-DOF non-overconstrained Parallel Mechanisms Based on Screw Theory. Robotica, 2012, 30(1): 31-37.
8. Hairong Fang, Yuefa Fang, Ketao Zhang. Kinematics and workspace analysis of a novel 3-DOF parallel manipulator with virtual symmetric plane. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part C-Journal of Mechanical Engineering Science, 2013, 227(3):620-629.
9. Hairong Fang, Yuefa Fang, Ketao Zhang. Reciprocal Screw Theory Based Singularity Analysis of a Novel 3-DOF Parallel Manipulator, Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2012, 25(4):647-653
10. Fang Hairong, Fang Yuefa, Guo Sheng. Structure Synthesis of 4-DOF Parallel Robot Mechanisms Based on the Screw Theory, Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2004, 17(4):pp486-489

11. Haibo Qu*, Chuanliang Zhang, Sheng Guo. Structural synthesis of a class of kinematically redundant parallel manipulators based on modified G-K criterion and RDOF criterion. Mechanism and Machine Theory, 2018, 130: 47-70.

12. Xiaolei Wang, Haibo Qu*, Sheng Guo. Tristable property and the high stiffness analysis of Kresling pattern origami. International Journal of Mechanical Sciences, 2023, 256: 108515 (12 pages).

13. Xiaolei Wang, Haibo Qu*, Xiao Li, Yili Kuang, Haoqian Wang, Sheng Guo*. Multi-triangles cylindrical origami and inspired metamaterials with tunable stiffness and stretchable robotic arm. PNAS Nexus, 2023, 2(4): pgad098  (9 pages).

14. Xiao Li, Haibo Qu*, Guanming Li, Sheng Guo, Guoqiang Dong. Optimal design of a Kinematically redundant planar parallel mechanism based on error sensitivity and workspace. ASME Journal of Mechanical Design, 2023, 145(2): 023305 (10 pages).