| 中文摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-49页 |
| 1.1 课题背景及意义 | 第12-15页 |
| 1.2 国内外相关技术研究现状 | 第15-48页 |
| 1.2.1 一维柔性体建模技术 | 第15-41页 |
| 1.2.2 电缆几何形态仿真技术 | 第41-44页 |
| 1.2.3 力反馈人机交互技术 | 第44-48页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第48-49页 |
| 第2章 电缆的非线性力学理论基础 | 第49-59页 |
| 2.1 电缆中心线几何学基础 | 第49-51页 |
| 2.1.1 Frenet标架 | 第49-50页 |
| 2.1.2 曲率与挠率 | 第50-51页 |
| 2.1.3 曲线的达布矢量 | 第51页 |
| 2.2 电缆空间形态几何学基础 | 第51-53页 |
| 2.2.1 电缆空间坐标系 | 第51-52页 |
| 2.2.2 电缆的弯扭度矢量 | 第52-53页 |
| 2.3 电缆静力学建模 | 第53-55页 |
| 2.3.1 电缆的静力学平衡方程 | 第53-54页 |
| 2.3.2 电缆的Kirchhoff方程 | 第54-55页 |
| 2.4 电缆平衡的弧坐标哈密顿原理 | 第55-58页 |
| 2.4.1 自由度与虚位移 | 第56页 |
| 2.4.2 弧坐标哈密顿原理 | 第56-58页 |
| 2.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第3章 理想约束下电缆物性建模与解析求解 | 第59-99页 |
| 3.1 欧拉角描述Kirchhoff方程 | 第59-61页 |
| 3.1.1 定坐标系建立 | 第59-60页 |
| 3.1.2 欧拉角描述Kirchhoff方程 | 第60-61页 |
| 3.2 电缆平衡形态解析积分 | 第61-66页 |
| 3.2.1 Kirchhoff方程的初积分 | 第61-62页 |
| 3.2.2 欧拉角的解析积分 | 第62-63页 |
| 3.2.3 椭圆函数形式积分 | 第63-65页 |
| 3.2.4 曲率和挠率积分 | 第65-66页 |
| 3.3 电缆中心线解析积分 | 第66-75页 |
| 3.3.1 中心线笛卡尔坐标表示 | 第67-68页 |
| 3.3.2 中心线柱坐标表示 | 第68-69页 |
| 3.3.3 中心线解析积分 | 第69-70页 |
| 3.3.4 中心线绘制算例 | 第70-75页 |
| 3.4 电缆不同形态中心线仿真 | 第75-98页 |
| 3.4.1 平面电缆中心线 | 第76-79页 |
| 3.4.2 拉扭电缆中心线 | 第79-83页 |
| 3.4.3 封闭电缆中心线 | 第83-89页 |
| 3.4.4 圆柱面约束电缆中心线 | 第89-98页 |
| 3.5 本章小结 | 第98-99页 |
| 第4章 复杂约束下电缆物性建模与数值求解 | 第99-129页 |
| 4.1 机电产品中电缆空间约束分析 | 第99-103页 |
| 4.1.1 端部夹持约束 | 第100页 |
| 4.1.2 平面约束 | 第100-101页 |
| 4.1.3 柱面约束 | 第101-102页 |
| 4.1.4 点线接触约束 | 第102-103页 |
| 4.1.5 局部分布力约束 | 第103页 |
| 4.2 欧拉参数描述的电缆Kirchhoff方程 | 第103-108页 |
| 4.2.1 考虑全局分布力的电缆Kirchhoff方程 | 第103-104页 |
| 4.2.2 欧拉参数描述的电缆Kirchhoff方程 | 第104-107页 |
| 4.2.3 电缆中心线的欧拉参数方程 | 第107-108页 |
| 4.3 电缆Kirchhoff方程数值求解 | 第108-119页 |
| 4.3.1 电缆分段离散化 | 第108-109页 |
| 4.3.2 方向余弦离散化 | 第109-110页 |
| 4.3.3 边界条件离散化 | 第110页 |
| 4.3.4 数值积分解算 | 第110-119页 |
| 4.4 基于变分原理的电缆物性建模及离散化 | 第119-128页 |
| 4.4.1 基于变分原理的电缆离散化 | 第119-125页 |
| 4.4.2 考虑布线几何约束的变分原理离散化 | 第125-128页 |
| 4.5 本章小结 | 第128-129页 |
| 第5章 电缆形态仿真与实验测试 | 第129-156页 |
| 5.1 电缆形态仿真平台开发 | 第129-134页 |
| 5.1.1 开源系统Open Cascade | 第129-130页 |
| 5.1.2 OCC数据结构 | 第130页 |
| 5.1.3 基于OCC电缆形态仿真平台开发 | 第130-134页 |
| 5.2 理想约束电缆变形过程仿真 | 第134-138页 |
| 5.2.1 平面电缆变形过程仿真 | 第134-136页 |
| 5.2.2 拉扭电缆变形过程仿真 | 第136-137页 |
| 5.2.3 柱面缠绕电缆变形过程仿真 | 第137-138页 |
| 5.3 复杂约束电缆变形仿真 | 第138-141页 |
| 5.3.1 仿真流程分析 | 第138-139页 |
| 5.3.2 两端约束电缆变形仿真 | 第139-141页 |
| 5.4 电缆形态测试与对比分析 | 第141-148页 |
| 5.4.1 试验台设计 | 第141-144页 |
| 5.4.2 电缆形态试验测试 | 第144-146页 |
| 5.4.3 试验与仿真对比分析 | 第146-148页 |
| 5.5 基于力反馈装置的人机交互初步研究 | 第148-155页 |
| 5.5.1 力反馈数据手套人机交互研究 | 第148-150页 |
| 5.5.2 七自由度力反馈器人机交互研究 | 第150-155页 |
| 5.6 本章小结 | 第155-156页 |
| 结论 | 第156-158页 |
| 参考文献 | 第158-172页 |
| 攻读学位期间公开发表论文 | 第172-173页 |
| 致谢 | 第173-174页 |
| 作者简介 | 第174页 |