| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第15-34页 |
| 1.1 课题的背景及研究的意义 | 第15-16页 |
| 1.2 臂机器人及其控制系统发展综述 | 第16-26页 |
| 1.2.1 典型的双臂机器人 | 第16-22页 |
| 1.2.2 机器人控制系统发展综述 | 第22-26页 |
| 1.3 冗余机械臂阻抗控制发展综述 | 第26-28页 |
| 1.4 双臂阻抗控制发展综述 | 第28-31页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第31-34页 |
| 1.5.1 目前研究存在的问题 | 第31-32页 |
| 1.5.2 本文主要研究工作 | 第32-34页 |
| 第2章 双臂机器人控制系统 | 第34-58页 |
| 2.1 机器人及其控制系统概述 | 第35-37页 |
| 2.2 机器人控制系统硬件 | 第37-48页 |
| 2.2.1 中央控制器 | 第37-39页 |
| 2.2.2 MMSC总线及其接口板 | 第39-43页 |
| 2.2.3 模块化关节控制器 | 第43-45页 |
| 2.2.4 视觉计算机及1394b接口板 | 第45-46页 |
| 2.2.5 程控电源 | 第46-48页 |
| 2.3 机器人控制系统软件 | 第48-57页 |
| 2.3.1 快速原型化的用户接口 | 第48-51页 |
| 2.3.2 模型抽象化的机器人控制模块 | 第51-53页 |
| 2.3.3 基于桥控制器的机器人接口 | 第53-57页 |
| 2.4 本章小结 | 第57-58页 |
| 第3章 七自由度冗余机械臂阻抗控制 | 第58-80页 |
| 3.1 具有位置内环的机械臂阻抗控制 | 第59-62页 |
| 3.2 零空间阻抗控制 | 第62-67页 |
| 3.2.1 自由度冗余机械臂构型分析 | 第62-63页 |
| 3.2.2 零空间运动表达式 | 第63-65页 |
| 3.2.3 零空间阻抗方程 | 第65-66页 |
| 3.2.4 基于臂角描述的阻抗控制 | 第66-67页 |
| 3.3 奇异性与稳定性分析 | 第67-68页 |
| 3.3.1 奇异性 | 第67页 |
| 3.3.2 稳定性 | 第67-68页 |
| 3.4 零空间阻抗控制避障 | 第68-70页 |
| 3.4.1 碰撞检测 | 第69-70页 |
| 3.4.2 零空间避障 | 第70页 |
| 3.5 控制仿真 | 第70-79页 |
| 3.5.1 基于SimMechanics的机械臂系统建模 | 第70-72页 |
| 3.5.2 七自由度冗余机械臂阻抗控制仿真 | 第72-79页 |
| 3.6 本章小结 | 第79-80页 |
| 第4章 面向物体的双臂阻抗控制 | 第80-103页 |
| 4.1 人体运动控制和学习特性分析 | 第80-82页 |
| 4.2 双臂夹持物体的数学模型 | 第82-85页 |
| 4.2.1 双臂和物体的动力学模型 | 第82-84页 |
| 4.2.2 双臂夹持物体的外力和内力分解 | 第84-85页 |
| 4.3 面向物体的双臂多空间阻抗控制 | 第85-89页 |
| 4.3.1 物体操作空间阻抗控制 | 第86-87页 |
| 4.3.2 双臂笛卡尔空间和零空间阻抗控制 | 第87-89页 |
| 4.4 自适应物体阻抗控制 | 第89-92页 |
| 4.4.1 自适应物体阻抗 | 第89-90页 |
| 4.4.2 稳定性证明 | 第90-92页 |
| 4.5 控制仿真 | 第92-102页 |
| 4.5.1 基于SimMechanics的物体与双臂系统建模 | 第92-94页 |
| 4.5.2 双臂自适应阻抗控制仿真 | 第94-102页 |
| 4.6 本章小结 | 第102-103页 |
| 第5章 机械臂阻抗控制实验 | 第103-122页 |
| 5.1 人与机械臂握手实验 | 第103-106页 |
| 5.2 笛卡尔空间阻抗控制对接实验 | 第106-109页 |
| 5.3 零空间阻抗控制避障实验 | 第109-112页 |
| 5.4 双臂笛卡尔空间阻抗控制实验 | 第112-113页 |
| 5.5 双臂零空间阻抗控制实验 | 第113-116页 |
| 5.6 人与双臂夹持物体的静态交互实验 | 第116-119页 |
| 5.7 人与双臂夹持物体的动态交互实验 | 第119-120页 |
| 5.8 本章小结 | 第120-122页 |
| 结论 | 第122-124页 |
| 参考文献 | 第124-136页 |
| 附录1 机器人宇航员实验平台概述 | 第136-139页 |
| 附1.1 冗余机械臂及其模块化关节设计 | 第136-137页 |
| 附1.2 机器人头部及其关节设计 | 第137-138页 |
| 附1.3 机器人躯干及其关节设计 | 第138-139页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 | 第139-141页 |
| 致谢 | 第141-142页 |
| 个人简历 | 第142页 |