| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第一章 绪论 | 第20-46页 |
| 1.1 课题研究意义 | 第20-21页 |
| 1.2 国内外地面移动机器人现状及研究方向 | 第21-32页 |
| 1.2.1 研究现状 | 第21-30页 |
| 1.2.2 研究方向 | 第30-32页 |
| 1.3 轮/耦合式机器人的相关研究进展 | 第32-42页 |
| 1.3.1 轮/履变结构机器人整体结构研究 | 第33-35页 |
| 1.3.2 基于地面交互力学的可伸缩履带研究 | 第35-39页 |
| 1.3.3 机器人的越障及规划研究 | 第39-41页 |
| 1.3.4 地面移动机器人的轨迹跟踪研究 | 第41-42页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第42-44页 |
| 1.4.1 课题来源 | 第43页 |
| 1.4.2 研究必要性 | 第43-44页 |
| 1.5 论文结构 | 第44-46页 |
| 第二章 小型轮/履变结构移动机器人研制 | 第46-75页 |
| 2.1 总体功能与指标 | 第46-47页 |
| 2.1.1 任务需求和关键指标 | 第46-47页 |
| 2.1.2 本课题订立的指标要求 | 第47页 |
| 2.2 系统方案设计及开发流程 | 第47-49页 |
| 2.3 轮/履机器人的机构系统 | 第49-68页 |
| 2.3.1 整体结构布置 | 第49-51页 |
| 2.3.2 行走系统方案 | 第51-57页 |
| 2.3.3 变结构装置方案 | 第57-64页 |
| 2.3.4 单向轮尾杆设计 | 第64-67页 |
| 2.3.5 基于集成度的电机布置对比 | 第67页 |
| 2.3.6 样机加工与装配 | 第67-68页 |
| 2.4 轮/履机器人控制系统 | 第68-70页 |
| 2.4.1 机器人控制硬件 | 第68-69页 |
| 2.4.2 控制系统的软件 | 第69-70页 |
| 2.5 10kg 6 自由度机械臂机构 | 第70-74页 |
| 2.5.1 设计原则 | 第70-71页 |
| 2.5.2 机构设计 | 第71页 |
| 2.5.3 坐标系的建立 | 第71-72页 |
| 2.5.4 工作空间的计算 | 第72-74页 |
| 2.6 本章小结 | 第74-75页 |
| 第三章 可伸缩履带的结构方案及与地面的交互研究 | 第75-103页 |
| 3.1 可伸缩履带的设计 | 第75-86页 |
| 3.1.1 可伸缩履带需要满足的性能要求 | 第75-78页 |
| 3.1.2 可伸缩履带的组成划分 | 第78页 |
| 3.1.3 可伸缩履带的几种方案 | 第78-86页 |
| 3.2 轮/履轮与地面交互的相关参数定义 | 第86-90页 |
| 3.2.1 轮/履机器人的平地工作类型 | 第86-88页 |
| 3.2.2 与地面交互相关的参数定义 | 第88-90页 |
| 3.3 不考虑轮刺效应的轮-土作用模型 | 第90-94页 |
| 3.3.1 轮-土地面的交互模型 | 第90-92页 |
| 3.3.2 轮-土交互的影响因素 | 第92-94页 |
| 3.4 考虑履齿效应的履带-土作用模型 | 第94-102页 |
| 3.4.1 不考虑履齿效应的柔性履带-土壤作用模型 | 第94-99页 |
| 3.4.2 考虑履齿的履带-土壤模型 | 第99-100页 |
| 3.4.3 履带-土作用模型的影响因素 | 第100-102页 |
| 3.5 本章小节 | 第102-103页 |
| 第四章 轮/履变结构机器人的越障性能研究 | 第103-131页 |
| 4.1 机器人的结构参数定义与越障规划 | 第103-109页 |
| 4.1.1 机器人的结构参数定义 | 第103-104页 |
| 4.1.2 V1构型的典型台阶越障规划 | 第104-105页 |
| 4.1.3 V2构型的典型台阶越障规划 | 第105-106页 |
| 4.1.4 关键结构参数对越障高度的影响 | 第106-109页 |
| 4.2 机器人的台阶越障模式选择 | 第109-119页 |
| 4.2.1 轮式越障能力分析 | 第109-112页 |
| 4.2.2 尾杆支撑下的轮式越障能力分析 | 第112-113页 |
| 4.2.3 双履带越障模式下的越障分析 | 第113-116页 |
| 4.2.4 尾杆支撑下的履带式越障分析 | 第116-119页 |
| 4.2.5 根据台阶高度制定的越障规划 | 第119页 |
| 4.3 斜坡、沟壑地形的越障分析 | 第119-122页 |
| 4.3.1 爬楼稳定性分析 | 第119-120页 |
| 4.3.2 不同坡面参数的爬坡对比 | 第120-122页 |
| 4.3.3 沟壑类地形的越障分析 | 第122页 |
| 4.4 典型负载机械臂对机器人的台阶越障影响 | 第122-130页 |
| 4.4.1 轮/履机器人-机械臂整体运动学建模 | 第122-126页 |
| 4.4.2 动态特性对机器人-机械臂系统越障的影响分析 | 第126-130页 |
| 4.5 本章小结 | 第130-131页 |
| 第五章 轮/履式综合建模及跟踪控制 | 第131-147页 |
| 5.1 轮/履机器人的滑移滑转数学模型 | 第131-138页 |
| 5.1.1 轮式运行模型 | 第131-134页 |
| 5.1.2 履带式运行模型 | 第134-136页 |
| 5.1.3 滑移滑转的识别方法 | 第136-138页 |
| 5.2 基于运动学的轨迹跟踪控制器设计 | 第138-143页 |
| 5.2.1 控制器的设计及稳定性分析 | 第139-142页 |
| 5.2.2 控制器参数对系统性能影响及自调整 | 第142-143页 |
| 5.3 数值仿真 | 第143-146页 |
| 5.3.1 直线轨迹跟踪 | 第144-145页 |
| 5.3.2 圆形轨迹跟踪 | 第145-146页 |
| 5.4 本章小结 | 第146-147页 |
| 第六章 小型轮/履移动机器人的实验研究 | 第147-167页 |
| 6.1 实验系统概述 | 第147-148页 |
| 6.2 变结构装置及履带测试 | 第148-152页 |
| 6.2.1 丝杠展收机构及修正系数法履带测试 | 第148-151页 |
| 6.2.2 双四连杆式展收机构及测试 | 第151-152页 |
| 6.3 平面地形 | 第152-156页 |
| 6.3.1 硬平面地形 | 第152-155页 |
| 6.3.2 复杂平面地形 | 第155-156页 |
| 6.4 越障性能实验 | 第156-166页 |
| 6.4.1 斜坡地形 | 第156-158页 |
| 6.4.2 沟壑地形 | 第158-159页 |
| 6.4.3 台阶地形 | 第159-164页 |
| 6.4.4 楼梯地形 | 第164-165页 |
| 6.4.5 小崎岖地形 | 第165-166页 |
| 6.5 本章小结 | 第166-167页 |
| 结论与展望 | 第167-170页 |
| 参考文献 | 第170-178页 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果清单 | 第178-180页 |
| 致谢 | 第180-181页 |
| 作者简介 | 第181页 |