机器人宇航员全身协调运动规划及双臂柔顺控制研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第10-17页 |
| 1.1 课题来源以及研究的背景和意义 | 第10-11页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第10页 |
| 1.1.2 研究的背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 研究综述 | 第11-16页 |
| 1.2.1 多臂空间机器人研究概况 | 第11-13页 |
| 1.2.2 人形机器人全身协调方法研究 | 第13-14页 |
| 1.2.3 人形机器人的平衡稳定研究 | 第14页 |
| 1.2.4 柔顺控制的国内外研究现状 | 第14-16页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第16-17页 |
| 第2章 机器人宇航员的任务需求及系统组成 | 第17-23页 |
| 2.1 引言 | 第17页 |
| 2.2 任务需求 | 第17-19页 |
| 2.2.1 空间站任务需求 | 第17-18页 |
| 2.2.2 行星探测任务需求 | 第18-19页 |
| 2.3 机器人系统组成 | 第19-22页 |
| 2.3.1 机器人整体系统组成 | 第19-20页 |
| 2.3.2 各组成子系统功能 | 第20页 |
| 2.3.3 机器人系统控制框架 | 第20-21页 |
| 2.3.4 任务执行的可行性分析 | 第21-22页 |
| 2.4 本章小结 | 第22-23页 |
| 第3章 空间站微重力环境下的全身协调运动规划 | 第23-41页 |
| 3.1 引言 | 第23页 |
| 3.2 机器人运动学建模 | 第23-26页 |
| 3.3 手臂末端运动规划 | 第26-31页 |
| 3.3.1 机械臂末端的位姿规划原理 | 第26-30页 |
| 3.3.2 初始速度平滑 | 第30-31页 |
| 3.4 关节极限回避方法 | 第31-32页 |
| 3.4.1 关节极限指标 | 第31页 |
| 3.4.2 梯度投影法回避关节极限 | 第31-32页 |
| 3.4.3 灵活性的判定标准 | 第32页 |
| 3.5 全身协调运动规划 | 第32-37页 |
| 3.5.1 整体式全身协调运动规划 | 第32-34页 |
| 3.5.2 分离式全身协调运动规划 | 第34-37页 |
| 3.6 全身协调运动仿真 | 第37-40页 |
| 3.6.1 整体式全身协调运动仿真 | 第37-40页 |
| 3.6.2 分离式全身协调运动仿真 | 第40页 |
| 3.7 本章小结 | 第40-41页 |
| 第4章 星体表面环境下的全身协调运动规划 | 第41-51页 |
| 4.1 引言 | 第41页 |
| 4.2 平衡稳定条件 | 第41-43页 |
| 4.3 平衡稳定控制方法 | 第43-44页 |
| 4.4 平衡稳定条件下的全身协调运动规划 | 第44页 |
| 4.5 仿真验证 | 第44-50页 |
| 4.5.1 未平衡控制的机器人运动仿真 | 第44-47页 |
| 4.5.2 传统平衡控制下的机器人运动仿真 | 第47-48页 |
| 4.5.3 改进后平衡控制下的机器人运动仿真 | 第48-49页 |
| 4.5.4 初始速度未平滑下的机器人运动仿真 | 第49-50页 |
| 4.6 本章小结 | 第50-51页 |
| 第5章 双臂协调操作的力柔顺控制方法研究 | 第51-71页 |
| 5.1 引言 | 第51页 |
| 5.2 阻抗控制原理 | 第51-53页 |
| 5.3 机械臂末端力等效转换 | 第53-61页 |
| 5.3.1 机械臂末端力矩等效方程 | 第54-60页 |
| 5.3.2 末端力等效仿真验证 | 第60-61页 |
| 5.4 双臂协调的运动约束关系 | 第61-64页 |
| 5.4.1 位置水平约束关系 | 第61-63页 |
| 5.4.2 速度水平约束关系 | 第63页 |
| 5.4.3 加速度水平约束关系 | 第63-64页 |
| 5.5 机械臂内力约束方程 | 第64-65页 |
| 5.6 双臂协调的阻抗控制 | 第65-69页 |
| 5.6.1 主从模式下双臂协调的力柔顺控制 | 第65-68页 |
| 5.6.2 平级模式下双臂协调的力柔顺控制 | 第68-69页 |
| 5.6.3 主从模式与平级模式对比 | 第69页 |
| 5.7 本章小结 | 第69-71页 |
| 结论 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-76页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 | 第76-78页 |
| 致谢 | 第78页 |
