| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 课题背景及研究的意义 | 第10-11页 |
| 1.2 移动机械臂国内外研究现状综述 | 第11-15页 |
| 1.2.1 移动机械臂国外研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.2 国内轻型机械臂 | 第14-15页 |
| 1.3 机械臂工作空间分析及尺度综合综述 | 第15-16页 |
| 1.4 课题来源及主要研究内容 | 第16-18页 |
| 第2章 生物采样机械臂结构设计 | 第18-29页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 生物采样机械臂任务分析 | 第18-19页 |
| 2.3 采样机械臂结构设计 | 第19-23页 |
| 2.3.1 采样机械臂自由度确定 | 第19-20页 |
| 2.3.2 采样机械臂构型选择 | 第20-22页 |
| 2.3.3 采样机械臂整体结构 | 第22-23页 |
| 2.4 生物采样专用工具设计 | 第23-28页 |
| 2.4.1 采样方案确定 | 第23页 |
| 2.4.2 快换式生物采样工具结构设计 | 第23-27页 |
| 2.4.3 紧凑型采样手爪设计 | 第27-28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 第3章 采样机械臂运动学建模及尺度综合 | 第29-43页 |
| 3.1 引言 | 第29页 |
| 3.2 采样机械臂运动学建模 | 第29-35页 |
| 3.2.1 采样机械臂正运动学 | 第29-31页 |
| 3.2.2 五自由度采样机械臂逆运动学 | 第31-33页 |
| 3.2.3 采样机械臂运动学验证 | 第33-35页 |
| 3.3 采样机械臂工作空间分析 | 第35-37页 |
| 3.4 采样机械臂灵活角分析 | 第37-39页 |
| 3.5 采样机械臂杆件尺度综合 | 第39-42页 |
| 3.5.1 采样机械臂杆件参数 | 第39-40页 |
| 3.5.2 采样机械臂操作性能指标 | 第40页 |
| 3.5.3 采样机械臂优化约束条件 | 第40-41页 |
| 3.5.4 基于 fmincon 非线性约束优化算法的杆件尺度的优化 | 第41-42页 |
| 3.6 本章小结 | 第42-43页 |
| 第4章 基于 ROS 的操作臂控制系统软件设计与实现 | 第43-57页 |
| 4.1 引言 | 第43页 |
| 4.2 技术背景 | 第43-45页 |
| 4.2.1 机器人操作系统 ROS | 第43-44页 |
| 4.2.2 多轴运动控制器 PMAC | 第44-45页 |
| 4.3 软件系统总体设计 | 第45-47页 |
| 4.3.1 功能分解 | 第45页 |
| 4.3.2 控制系统功能实现方案 | 第45-47页 |
| 4.4 PMAC 的多轴控制程序及机器人接口 | 第47-48页 |
| 4.4.1 PMAC 卡 | 第47-48页 |
| 4.4.2 机器人接口 | 第48页 |
| 4.5 协调程序 | 第48-54页 |
| 4.5.1 增量控制算法 | 第49页 |
| 4.5.2 五次多项式的插值算法 | 第49-50页 |
| 4.5.3 抛物线过渡的线性插值算法 | 第50-52页 |
| 4.5.5 带中间点的抛物线过渡线性插值 | 第52-54页 |
| 4.6 基于 RVIZ 的采样机器人虚拟平台建立 | 第54-55页 |
| 4.7 本章小结 | 第55-57页 |
| 第5章 生物采样机械臂硬件平台及采样实验 | 第57-65页 |
| 5.1 前言 | 第57页 |
| 5.2 生物采样机械臂控制系统硬件平台 | 第57-59页 |
| 5.2.1 采样臂控制系统硬件组成 | 第57页 |
| 5.2.2 采样臂控制系统通讯网络 | 第57-58页 |
| 5.2.3 采样臂控制系统硬件调试 | 第58-59页 |
| 5.3 生物采样实验 | 第59-64页 |
| 5.3.1 生物采样流程 | 第59-61页 |
| 5.3.2 生物采样功能实验 | 第61-64页 |
| 5.4 本章小结 | 第64-65页 |
| 结论 | 第65-67页 |
| 参考文献 | 第67-70页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 | 第70-72页 |
| 致谢 | 第72页 |