索杆张力结构（泛张拉整体结构）在形态控制过程中必须沿着一条稳定的、无障碍的运动路径才能到达目标状态。已有的研究建立在简单对称构型、单步控制等假定之上，未考虑运动路径的可行性（未进行路径规划），无法处理更一般的、复杂的形态控制问题。本项目针对索杆张力结构形态控制中的路径规划问题展开研究，重点突破索杆张力结构形态控制的路径规划的数学模型、求解方法、碰撞侦测三个方面的理论与方法难点。提出了索杆张力结构运动路径规划的通用理论模型，将位移/内力控制、展开控制、张拉成形控制、步态控制等问题均统一到路径规划的框架下；建立了基于双向快速扩展随机树算法的索杆张力结构路径全局规划方法，同时适用于几何空间与作动空间的形态控制过程描述；发展了索杆张力结构运动路径碰撞判断与碰撞侦测的实用算法，兼顾了计算效率和精度；实现了多种形态可控索杆张力结构的路径规划仿真分析与试验验证，揭示了典型索杆张力结构运动路径规划场景的特征；研发了多种基于索杆张力结构形态可控性的新型结构体系。本项目的研究完善与深化了索杆张力结构的形态控制理论，解决了索杆张力结构形态控制路径规划的理论模型与求解方法问题，为利用索杆张力结构的形态可控性以及发展基于索杆张力结构形态可控性的新型结构体系提供了基本理论与方法，为索杆张力结构在各个交叉学科领域的创新应用提供支撑。 2100433B