| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-31页 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 | 第11-16页 |
| 1.1.1 从全自主机器人到人机交互遥操作机器人 | 第11-13页 |
| 1.1.2 遥操作机器人的分类 | 第13-15页 |
| 1.1.3 空间机器人遥操作系统的应用背景及概念 | 第15-16页 |
| 1.2 空间遥操作机器人的国内外发展现状 | 第16-22页 |
| 1.2.1 国外发展现状 | 第17-20页 |
| 1.2.2 国内研究进展 | 第20-22页 |
| 1.3 空间遥操作机器人关键技术研究和目前存在问题 | 第22-27页 |
| 1.3.1 遥操作系统中时延问题的影响 | 第23页 |
| 1.3.2 遥操作系统中解决时延问题的控制方法 | 第23-25页 |
| 1.3.3 预测仿真技术 | 第25-26页 |
| 1.3.4 人机交互设备的开发 | 第26-27页 |
| 1.3.5 目前存在的问题 | 第27页 |
| 1.4 本文研究内容及论文组织结构 | 第27-31页 |
| 1.4.1 主要研究内容 | 第28-29页 |
| 1.4.2 组织结构 | 第29-31页 |
| 第二章 空间机器人地面遥操作系统的建模分析和体系构成 | 第31-53页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 遥操作机器人系统的建模分析 | 第31-36页 |
| 2.2.1 无源N端口网络理论 | 第31-33页 |
| 2.2.2 遥操作系统的二端口网络模型 | 第33-34页 |
| 2.2.3 基于阻抗匹配的无源控制 | 第34-36页 |
| 2.3 空间机器人地面遥操作系统的总体设计 | 第36-38页 |
| 2.4 空间机器人地面遥操作系统的子系统设计 | 第38-47页 |
| 2.4.1 主机械手(手控器)子系统 | 第38-39页 |
| 2.4.2 虚拟预测子系统 | 第39-40页 |
| 2.4.3 人机交互子系统 | 第40-41页 |
| 2.4.4 数据管理子系统 | 第41页 |
| 2.4.5 地面运行管理子系统 | 第41-42页 |
| 2.4.6 空间机器人(机械臂)控制子系统 | 第42-45页 |
| 2.4.7 通讯时延处理子系统 | 第45-47页 |
| 2.5 空间机器人地面遥操作系统的软件设计 | 第47-51页 |
| 2.5.1 软件设计模块设计 | 第47-48页 |
| 2.5.2 ROS开发框架介绍 | 第48-50页 |
| 2.5.3 ROS框架的基本组成 | 第50-51页 |
| 2.6 本章小结 | 第51-53页 |
| 第三章 基于力反馈手控器的空间遥操作系统运动匹配研究 | 第53-69页 |
| 3.1 引言 | 第53页 |
| 3.2 主端七自由度力反馈手控器运动学分析 | 第53-56页 |
| 3.2.1 三自由度平动机构运动学分析 | 第54-56页 |
| 3.2.2 三自由度转动机构运动学分析 | 第56页 |
| 3.3 从端七自由度机械臂运动学分析 | 第56-61页 |
| 3.3.1 机械臂正运动学 | 第57-58页 |
| 3.3.2 机械臂逆运动学 | 第58-61页 |
| 3.4 基于旋量抑制的七自由度Schunk机械臂奇异性分析 | 第61-65页 |
| 3.4.1 机械臂的奇异性问题 | 第61页 |
| 3.4.2 旋量的基本概念 | 第61-62页 |
| 3.4.3 基于相关旋量抑制的方法概述 | 第62-63页 |
| 3.4.4 七自由度Schunk机械臂的奇异性分析 | 第63-65页 |
| 3.5 主从异构机械手运动匹配研究 | 第65-68页 |
| 3.5.1 主从机械手运动匹配概述 | 第65-66页 |
| 3.5.2 主从异构机械手的运动匹配方法 | 第66-68页 |
| 3.6 本章小结 | 第68-69页 |
| 第四章 基于三维环境建模与修正的视觉/力觉辅助方法研究 | 第69-95页 |
| 4.1 引言 | 第69页 |
| 4.2 系统结构 | 第69-70页 |
| 4.3 虚拟预测环境建模技术 | 第70-76页 |
| 4.3.1 虚拟环境技术 | 第71-72页 |
| 4.3.2 虚拟环境中的机械臂模型 | 第72页 |
| 4.3.3 基于点云的三维环境建模 | 第72-76页 |
| 4.4 遥操作系统中接触环境的动力学建模与参数辨识 | 第76-82页 |
| 4.4.1 环境动力学的分区描述 | 第77页 |
| 4.4.2 非稳定接触的动力学描述 | 第77-78页 |
| 4.4.3 稳定接触的动力学描述 | 第78-79页 |
| 4.4.4 基于自适应窗口滑动最小二乘法的动力学参数在线参数辨识方法 | 第79-82页 |
| 4.5 虚拟预测环境中基于人工势场法的辅助力建模 | 第82-83页 |
| 4.6 遥操作系统中虚拟力反馈的生成策略 | 第83-85页 |
| 4.7 实验与结果 | 第85-94页 |
| 4.7.1 实验平台 | 第85-86页 |
| 4.7.2 实验结果 | 第86-94页 |
| 4.8 本章小结 | 第94-95页 |
| 第五章 基于肌电信号和多事件控制结构的空间遥操作方法研究 | 第95-115页 |
| 5.1 引言 | 第95-96页 |
| 5.2 基于肌电信号的空间机器人抓取力控制方法 | 第96-102页 |
| 5.2.1 肌肉电信号概述 | 第96-97页 |
| 5.2.2 表面肌电信号的特征提取 | 第97-98页 |
| 5.2.3 基于表面肌电信号的手部抓握力估计方法 | 第98-100页 |
| 5.2.4 基于肌电信号的遥操作抓取力控制方法 | 第100-102页 |
| 5.3 基于事件的控制方法 | 第102-104页 |
| 5.3.1 基于事件的控制方法的原理 | 第102-103页 |
| 5.3.2 基于事件的控制方法稳定性分析 | 第103-104页 |
| 5.3.3 事件参考变量s的选择 | 第104页 |
| 5.4 基于多事件的空间遥操作系统结构 | 第104-107页 |
| 5.4.1 规划器 | 第104-106页 |
| 5.4.2 事件生成器A | 第106页 |
| 5.4.3 事件生成器B | 第106-107页 |
| 5.4.4 事件选择器 | 第107页 |
| 5.5 基于无源二端口理论的稳定性分析 | 第107-109页 |
| 5.6 实验与结果 | 第109-114页 |
| 5.6.1 基于肌电信号的抓握力估计实验 | 第109-110页 |
| 5.6.2 基于肌电信号和多事件控制结构的空间机器人地面遥操作实验平台 | 第110页 |
| 5.6.3 遥操作实验内容 | 第110-112页 |
| 5.6.4 实验结果 | 第112-114页 |
| 5.7 本章小结 | 第114-115页 |
| 第六章 总结与展望 | 第115-119页 |
| 6.1 论文工作总结 | 第115-116页 |
| 6.2 论文主要创新点 | 第116页 |
| 6.3 未来研究展望 | 第116-119页 |
| 参考文献 | 第119-127页 |
| 攻读博士期间研究成果 | 第127页 |
