| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第9-16页 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 | 第9-10页 |
| 1.2 冗余机械臂逆运动学的研究现状 | 第10-11页 |
| 1.3 冗余机械臂奇异性分析的研究现状 | 第11-12页 |
| 1.4 冗余机械臂避障路径规划研究现状 | 第12-15页 |
| 1.5 课题来源及主要研究内容 | 第15-16页 |
| 第2章 冗余机械臂逆运动学 | 第16-29页 |
| 2.1 引言 | 第16页 |
| 2.2 运动学模型 | 第16-18页 |
| 2.3 基于奇异鲁棒性逆的逆运动学 | 第18-22页 |
| 2.4 基于 SimMechanics 的仿真验证 | 第22-28页 |
| 2.4.1 仿真环境 | 第22-23页 |
| 2.4.2 奇异构形附近算法性能的对比 | 第23-25页 |
| 2.4.3 位姿跟踪精度的对比 | 第25-26页 |
| 2.4.4 性能指标优化能力的对比 | 第26-28页 |
| 2.5 小结 | 第28-29页 |
| 第3章 冗余机械臂奇异性分析 | 第29-38页 |
| 3.1 引言 | 第29页 |
| 3.2 问题描述 | 第29-30页 |
| 3.3 基于相关旋量抑制的方法概述 | 第30页 |
| 3.4 七自由度机械臂的奇异性分析 | 第30-32页 |
| 3.4.1 基子矩阵欠秩的条件 | 第31页 |
| 3.4.2 旋量矩阵欠秩的额外条件 | 第31-32页 |
| 3.5 七自由度机械臂的奇异构形特征分析 | 第32-37页 |
| 3.5.1 第一种情况 | 第33-34页 |
| 3.5.2 第二种情况 | 第34页 |
| 3.5.3 第三种情况 | 第34-35页 |
| 3.5.4 第四种情况 | 第35-36页 |
| 3.5.5 第五种情况 | 第36-37页 |
| 3.6 小结 | 第37-38页 |
| 第4章 冗余机械臂避障路径规划研究 | 第38-60页 |
| 4.1 引言 | 第38页 |
| 4.2 问题描述 | 第38-39页 |
| 4.3 基于双向 RRT*算法的避障路径规划 | 第39-47页 |
| 4.3.1 RRT 算法原理及其改进算法 | 第40-45页 |
| 4.3.2 改进的 RRT*算法 | 第45-47页 |
| 4.4 碰撞检测 | 第47-50页 |
| 4.4.1 基于 AABB 层次包围盒树的碰撞检测 | 第48-49页 |
| 4.4.2 机械臂自身的碰撞检测 | 第49-50页 |
| 4.5 路径平滑 | 第50-52页 |
| 4.6 避障路径规划的仿真验证 | 第52-59页 |
| 4.6.1 二维平面机器人的避障路径规划 | 第52-55页 |
| 4.6.2 七自由度冗余机械臂的避障路径规划 | 第55-59页 |
| 4.7 小结 | 第59-60页 |
| 第5章 实验研究 | 第60-69页 |
| 5.1 引言 | 第60页 |
| 5.2 实验平台 | 第60-61页 |
| 5.3 冗余机械臂逆运动学实验 | 第61-65页 |
| 5.3.1 直线运动实验 | 第62-64页 |
| 5.3.2 圆弧运动实验 | 第64-65页 |
| 5.4 冗余机械臂避障路径规划实验 | 第65-68页 |
| 5.5 小结 | 第68-69页 |
| 结论 | 第69-70页 |
| 参考文献 | 第70-75页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 | 第75-77页 |
| 致谢 | 第77页 |