救援机器人结构设计优化及其运动学与动力学研究
| 摘要 | 第11-12页 |
| ABSTRACT | 第12-13页 |
| 第1章 绪论 | 第14-24页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第14-15页 |
| 1.2 救援机器人国内外研究现状 | 第15-17页 |
| 1.3 救援机械臂主要的研究方向 | 第17-20页 |
| 1.4 存在的问题 | 第20-21页 |
| 1.5 课题主要研究内容 | 第21-24页 |
| 第2章 救援机器人结构设计与优化研究 | 第24-50页 |
| 2.1 救援机械臂结构设计与设计模型的参数化 | 第24-29页 |
| 2.1.1 救援作业的基本工况分析 | 第24页 |
| 2.1.2 救援机器人的结构设计 | 第24-28页 |
| 2.1.3 救援机器人三维模型的建立 | 第28-29页 |
| 2.2 救援机器人的力学性能分析 | 第29-36页 |
| 2.2.1 挖掘作业的阻力状态分析 | 第29-30页 |
| 2.2.2 最大挖掘力的理论计算和仿真 | 第30-33页 |
| 2.2.3 机械臂载荷分布的仿真分析 | 第33-36页 |
| 2.3 机械臂的有限元静力学分析 | 第36-41页 |
| 2.3.1 机械臂有限元模型的前处理 | 第37页 |
| 2.3.2 有限元模型边界条件的设定 | 第37-38页 |
| 2.3.3 机械臂的静力分析结果 | 第38-41页 |
| 2.4 救援机器人样机的应力应变试验 | 第41-44页 |
| 2.4.1 试验的前期准备 | 第41-44页 |
| 2.4.2 试验的结果与分析 | 第44页 |
| 2.5 救援机器人的设计尺寸优化研究 | 第44-49页 |
| 2.5.1 优化模型的建立 | 第45-46页 |
| 2.5.2 设计变量的参数化处理 | 第46-47页 |
| 2.5.3 响应面法优化研究 | 第47-49页 |
| 2.6 本章小结 | 第49-50页 |
| 第3章 救援机器人七自由度冗余机械臂的运动学分析 | 第50-70页 |
| 3.1 机器人正运动学分析 | 第50-57页 |
| 3.1.1 七自由度机械臂运动学方程的建立 | 第50-53页 |
| 3.1.2 机械臂驱动空间的转换及工作空间计算 | 第53-57页 |
| 3.2 雅克比矩阵在冗余机械臂运动学中的应用 | 第57-61页 |
| 3.2.1 七自由度机械臂雅克比矩阵的求解方法 | 第57-59页 |
| 3.2.2 雅克比矩阵的逆 | 第59页 |
| 3.2.3 基于雅可比矩阵的奇异性分析 | 第59-61页 |
| 3.3 冗余度机器人的速度水平运动学逆解 | 第61-62页 |
| 3.3.1 基于梯度投影法机器人逆运动学分析 | 第61页 |
| 3.3.2 冗余度机器人避关节极限的分析 | 第61-62页 |
| 3.4 误差反馈的闭环运动学逆解优化 | 第62-63页 |
| 3.5 基于MATLAB的运动学验证与结果分析 | 第63-68页 |
| 3.5.1 平面直线运动轨迹分析 | 第64-65页 |
| 3.5.2 平面曲线运动轨迹分析 | 第65-66页 |
| 3.5.3 空间直线运动轨迹分析 | 第66-67页 |
| 3.5.4 空间曲线运动轨迹分析 | 第67-68页 |
| 3.6 本章小结 | 第68-70页 |
| 第4章 救援机器人的动力学分析 | 第70-84页 |
| 4.1 机器人的动力学基础理论 | 第70-72页 |
| 4.1.1 拉格朗日动力学理论 | 第70-72页 |
| 4.2 救援机器人动力学虚拟仿真平台的建立 | 第72-80页 |
| 4.2.1 救援机器人的虚拟样机平台的建立 | 第72-74页 |
| 4.2.2 基于ADAMS的动力学仿真 | 第74-78页 |
| 4.2.3 基于simulink搭建的控制平台 | 第78-80页 |
| 4.3 机器人的跟踪轨迹特性分析 | 第80-82页 |
| 4.4 本章小结 | 第82-84页 |
| 第5章 轨迹跟踪实验设计与验证 | 第84-92页 |
| 5.1 救援机器人样机 | 第84页 |
| 5.2 基于快速控制原型技术的实时控制系统的搭建 | 第84-85页 |
| 5.3 试验准备 | 第85-87页 |
| 5.4 机器人样机轨迹跟踪试验 | 第87-91页 |
| 5.4.1 关节空间的性能评估 | 第87-90页 |
| 5.4.2 任务空间的性能评估 | 第90-91页 |
| 5.5 本章小结 | 第91-92页 |
| 第6章 结论与展望 | 第92-94页 |
| 6.1 结论 | 第92-93页 |
| 6.2 展望 | 第93-94页 |
| 参考文献 | 第94-100页 |
| 硕士期间取得的科研成果及奖励 | 第100-102页 |
| 致谢 | 第102-103页 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 | 第103页 |
