冗余双臂机器人协调作业系统研究
| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 注释表 | 第14-15页 |
| 第一章 绪论 | 第15-31页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第15-16页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第16-29页 |
| 1.2.1 双臂机器人研究现状 | 第17-22页 |
| 1.2.2 冗余机器人避障规划研究现状 | 第22-24页 |
| 1.2.3 运动学协调研究现状 | 第24-25页 |
| 1.2.4 动力学建模研究现状 | 第25-27页 |
| 1.2.5 闭链系统动力学分析研究现状 | 第27-28页 |
| 1.2.6 目前研究存在的问题 | 第28-29页 |
| 1.3 本文的主要研究工作 | 第29-31页 |
| 第二章 冗余单臂机器人的避障方法研究 | 第31-47页 |
| 2.1 引言 | 第31页 |
| 2.2 冗余机器人的运动学基础 | 第31-32页 |
| 2.3 基于避障问题的运动学分析 | 第32-33页 |
| 2.3.1 避障策略 | 第32页 |
| 2.3.2 基于避障问题的运动学逆解 | 第32-33页 |
| 2.4 避障问题的分类 | 第33-34页 |
| 2.4.1 障碍不影响末端运动的避障问题 | 第33-34页 |
| 2.4.2 障碍影响末端运动的避障问题 | 第34页 |
| 2.5 基于主从任务转化的避障算法 | 第34-37页 |
| 2.5.1 缩减的避障运动操作空间 | 第35-36页 |
| 2.5.2 基于主从任务转化的避障算法 | 第36-37页 |
| 2.6 仿真实验和分析 | 第37-46页 |
| 2.6.1 平面冗余机械臂的避障仿真案例 | 第37-41页 |
| 2.6.2 多个障碍同时存在的避障仿真案例 | 第41-46页 |
| 2.7 本章小结 | 第46-47页 |
| 第三章 冗余双臂机器人的协调避障算法 | 第47-59页 |
| 3.1 引言 | 第47页 |
| 3.2 协调操作问题描述 | 第47-51页 |
| 3.2.1 绝对位姿变量 | 第48-49页 |
| 3.2.2 相对位姿变量 | 第49-50页 |
| 3.2.3 反向运动学分析 | 第50-51页 |
| 3.3 冗余双臂机器人的协调避障算法 | 第51-54页 |
| 3.3.1 冗余双臂机器人的运动学逆解 | 第51-52页 |
| 3.3.2 避障运动操作空间 | 第52页 |
| 3.3.3 冗余双臂机器人的协调避障算法 | 第52-54页 |
| 3.4 仿真实验和分析 | 第54-58页 |
| 3.4.1 冗余双臂机器人及仿真任务 | 第54-55页 |
| 3.4.2 结果分析 | 第55-58页 |
| 3.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第四章 冗余单臂机器人的高效率反向动力学建模方法 | 第59-79页 |
| 4.1 引言 | 第59页 |
| 4.2 机器人的反向动力学问题 | 第59-60页 |
| 4.3 运动旋量和力旋量 | 第60-61页 |
| 4.4 解耦的牛顿-欧拉方程 | 第61-69页 |
| 4.4.1 非解耦的牛顿-欧拉方程 | 第61-64页 |
| 4.4.2 运动学约束 | 第64-67页 |
| 4.4.3 牛顿-欧拉方程的解耦 | 第67-68页 |
| 4.4.4 外力矩向量 | 第68-69页 |
| 4.5 I，C和 τ 的显式表达式 | 第69-71页 |
| 4.5.1 广义惯性矩阵I的显式表达式 | 第69-70页 |
| 4.5.2 惯性传递矩阵C的显式表达式 | 第70-71页 |
| 4.5.3 广义驱动力 τ 的显式表达式 | 第71页 |
| 4.6 基于解耦的自然正交补的反向动力学递推算法 | 第71-73页 |
| 4.6.1 算法步骤 | 第71-72页 |
| 4.6.2 计算效率 | 第72-73页 |
| 4.7 仿真实验和分析 | 第73-78页 |
| 4.7.1 冗余机器人参数 | 第73-74页 |
| 4.7.2 仿真轨迹 | 第74-75页 |
| 4.7.3 结果分析 | 第75-78页 |
| 4.8 本章小结 | 第78-79页 |
| 第五章 冗余双臂机器人的高效率反向动力学建模方法 | 第79-103页 |
| 5.1 引言 | 第79页 |
| 5.2 运动学模块 | 第79-82页 |
| 5.3 运动学约束 | 第82-88页 |
| 5.3.1 模块内的运动学约束关系 | 第83-85页 |
| 5.3.2 模块之间的运动学约束关系 | 第85-88页 |
| 5.4 解耦的牛顿-欧拉方程 | 第88-93页 |
| 5.4.1 单个模块的牛顿-欧拉方程 | 第88-90页 |
| 5.4.2 树形系统的牛顿-欧拉方程 | 第90-91页 |
| 5.4.3 牛顿-欧拉方程的解耦 | 第91页 |
| 5.4.4 广义惯性矩阵I的显式表达式 | 第91-93页 |
| 5.5 树形机器人的反向动力学递推算法 | 第93-94页 |
| 5.6 仿真实验和分析 | 第94-102页 |
| 5.6.1 冗余双臂机器人及仿真轨迹 | 第94-97页 |
| 5.6.2 运动学模块的划分 | 第97-98页 |
| 5.6.3 结果分析 | 第98-102页 |
| 5.7 本章小结 | 第102-103页 |
| 第六章 双臂协调闭链系统的动力学分析 | 第103-119页 |
| 6.1 引言 | 第103页 |
| 6.2 载荷分配问题 | 第103-110页 |
| 6.2.1 操作目标的动力学方程 | 第103-105页 |
| 6.2.2 载荷分配的问题描述 | 第105-107页 |
| 6.2.3 无内力的载荷分配 | 第107-110页 |
| 6.3 机械臂的动力学模型 | 第110-113页 |
| 6.3.1 机械臂的动力学方程 | 第110页 |
| 6.3.2 驱动力矩优化 | 第110-113页 |
| 6.4 仿真实验和分析 | 第113-118页 |
| 6.4.1 冗余双臂机器人及仿真轨迹 | 第113-114页 |
| 6.4.2 载荷的无内力分配 | 第114-115页 |
| 6.4.3 驱动力矩的优化 | 第115页 |
| 6.4.4 结果分析 | 第115-118页 |
| 6.5 本章小结 | 第118-119页 |
| 第七章 双臂协调操作系统的虚拟样机仿真分析 | 第119-131页 |
| 7.1 引言 | 第119页 |
| 7.2 虚拟样机技术介绍 | 第119-120页 |
| 7.2.1 虚拟样机定义及要素 | 第119-120页 |
| 7.2.2 ADAMS软件介绍 | 第120页 |
| 7.3 双臂协调操作系统的虚拟样机系统 | 第120-123页 |
| 7.3.1 冗余双臂机器人的结构特点 | 第121-122页 |
| 7.3.2 虚拟样机的构建 | 第122-123页 |
| 7.4 双臂协调搬运任务的仿真实验 | 第123-126页 |
| 7.4.1 协调搬运任务分解 | 第123-124页 |
| 7.4.2 实验步骤 | 第124页 |
| 7.4.3 结果分析 | 第124-126页 |
| 7.5 双臂协调装配任务的仿真实验 | 第126-130页 |
| 7.5.1 协调装配任务分解 | 第127页 |
| 7.5.2 实验步骤 | 第127页 |
| 7.5.3 结果分析 | 第127-130页 |
| 7.6 本章小结 | 第130-131页 |
| 第八章 总结与展望 | 第131-134页 |
| 8.1 总结 | 第131-132页 |
| 8.2 展望 | 第132-134页 |
| 参考文献 | 第134-143页 |
| 致谢 | 第143-144页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文和专利技术 | 第144-146页 |
| 附录 | 第146-155页 |
