| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第12-24页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外相关研究现状 | 第13-21页 |
| 1.2.1 仿人机械臂的发展情况 | 第13-16页 |
| 1.2.2 机械臂轨迹规划的研究现状 | 第16-20页 |
| 1.2.3 机械臂逆运动学的研究现状 | 第20-21页 |
| 1.3 本文研究内容与创新点 | 第21-22页 |
| 1.4 本文结构 | 第22-24页 |
| 2 运动学限制的平滑运动规划算法 | 第24-46页 |
| 2.1 引言 | 第24页 |
| 2.2 平滑运动轨迹规划的基本形式 | 第24-27页 |
| 2.2.1 基本运动限制 | 第24-25页 |
| 2.2.2 在加速度速度层面上的运动规划 | 第25-26页 |
| 2.2.3 基本运动方式 | 第26-27页 |
| 2.3 点到点的轨迹规划 | 第27-31页 |
| 2.4 过渡段的轨迹规划 | 第31-40页 |
| 2.4.1 两种类型的运动 | 第32-33页 |
| 2.4.2 临界距离的定义 | 第33-34页 |
| 2.4.3 临界距离的计算 | 第34-36页 |
| 2.4.4 通用情况下的最短时间规划 | 第36-40页 |
| 2.5 多轴下的相位同步方法 | 第40-41页 |
| 2.6 末端路径的避障方法 | 第41-42页 |
| 2.7 仿真实验与分析 | 第42-44页 |
| 2.8 本章小结 | 第44-46页 |
| 3 基于离散寻优的仿人机械臂逆运动学规划方法 | 第46-62页 |
| 3.1 引言 | 第46页 |
| 3.2 仿人机械臂的模型 | 第46-48页 |
| 3.3 机械臂末端位姿的计算 | 第48-49页 |
| 3.4 逆运动学的解析法求解 | 第49-53页 |
| 3.5 关节角优化求解 | 第53-56页 |
| 3.5.1 基于q_5作为优化变量的求解方法 | 第54-55页 |
| 3.5.2 离散寻优的离线优化求解方法 | 第55-56页 |
| 3.5.3 离散寻优的在线优化求解方法 | 第56页 |
| 3.6 实验结果与分析 | 第56-59页 |
| 3.6.1 仿真实验 | 第56-57页 |
| 3.6.2 实物实验 | 第57-59页 |
| 3.7 本章小结 | 第59-62页 |
| 4 基于二次规划的零空间及避障运动规划方案 | 第62-88页 |
| 4.1 引言 | 第62页 |
| 4.2 问题描述 | 第62页 |
| 4.3 零空间运动规划 | 第62-67页 |
| 4.3.1 基于二次型优化的零空间运动方案 | 第62-63页 |
| 4.3.2 关节极限转换 | 第63-64页 |
| 4.3.3 零空间二次型规划问题的在线求解方法 | 第64-67页 |
| 4.4 速度层面的避障运动规划 | 第67-74页 |
| 4.4.1 基于二次型优化的避障规划方案 | 第67-70页 |
| 4.4.2 障碍物为点时的临界距离的计算 | 第70页 |
| 4.4.3 障碍物为桌子时的临界距离计算 | 第70-73页 |
| 4.4.4 避障二次型规划问题的在线求解方法 | 第73-74页 |
| 4.5 加加速度层面解析的运动规划 | 第74-78页 |
| 4.5.1 加加速度层面的问题描述 | 第74-75页 |
| 4.5.2 加加速度层面解析方案描述 | 第75页 |
| 4.5.3 关节角物理极限的转换 | 第75-78页 |
| 4.5.4 二次型规划方案 | 第78页 |
| 4.6 基于数值求解的二次型规划求解 | 第78-80页 |
| 4.7 实验结果与分析 | 第80-86页 |
| 4.7.1 零空间自运动规划的仿真实验 | 第80-82页 |
| 4.7.2 机械臂速度层面解析的避障实物实验 | 第82-84页 |
| 4.7.3 机械臂加加速度层面解析的运动规划实物实验 | 第84-86页 |
| 4.8 本章小结 | 第86-88页 |
| 5 总结与展望 | 第88-90页 |
| 5.1 总结 | 第88-89页 |
| 5.2 展望 | 第89-90页 |
| 参考文献 | 第90-96页 |
| 攻读学位期间取得的科研成果 | 第96页 |