| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 引言 | 第17-19页 |
| 1 绪论 | 第19-33页 |
| 1.1 课题研究来源、背景和目的 | 第19-22页 |
| 1.1.1 课题研究来源 | 第19页 |
| 1.1.2 课题研究背景 | 第19-22页 |
| 1.1.3 课题研究目的 | 第22页 |
| 1.2 模块化机械臂的研究现状 | 第22-27页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第22-26页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第26-27页 |
| 1.3 机械臂运动学参数标定的研究现状 | 第27-29页 |
| 1.3.1 国外的研究现状 | 第27-28页 |
| 1.3.2 国内研究现状 | 第28-29页 |
| 1.4 机械臂连杆尺寸优化的研究现状 | 第29-30页 |
| 1.4.1 国外研究现状 | 第29页 |
| 1.4.2 国内研究现状 | 第29-30页 |
| 1.5 本文研究内容及组织结构 | 第30-31页 |
| 1.6 本章小结 | 第31-33页 |
| 2 模块化六自由度机械臂系统构建 | 第33-41页 |
| 2.1 引言 | 第33页 |
| 2.2 单元模块结构简介 | 第33-39页 |
| 2.2.1 关节模块结构 | 第33-36页 |
| 2.2.2 手爪模块结构 | 第36-37页 |
| 2.2.3 连接件结构 | 第37-39页 |
| 2.3 机械臂系统构建及结构模型 | 第39-40页 |
| 2.4 本章小结 | 第40-41页 |
| 3 机械臂运动学建模及分析 | 第41-63页 |
| 3.1 引言 | 第41页 |
| 3.2 机械臂结构参数的描述 | 第41-45页 |
| 3.2.1 刚体的位姿描述 | 第41-42页 |
| 3.2.2 连杆坐标系和齐次矩阵 | 第42-44页 |
| 3.2.3 欧拉角描述旋转矩阵 | 第44-45页 |
| 3.3 机械臂运动学分析 | 第45-51页 |
| 3.3.1 机械臂正运动学分析 | 第45-47页 |
| 3.3.2 机械臂逆运动学分析 | 第47-51页 |
| 3.4 机械臂雅克比矩阵分析及求解 | 第51-57页 |
| 3.4.1 雅克比矩阵定义 | 第51-52页 |
| 3.4.2 雅克比矩阵的构造方法 | 第52-53页 |
| 3.4.3 机械臂雅克比矩阵的求解 | 第53-57页 |
| 3.5 机械臂虚拟仿真平台搭建 | 第57-59页 |
| 3.5.1 机器人工具箱简介 | 第57页 |
| 3.5.2 机械臂仿真平台构建 | 第57-59页 |
| 3.6 机械臂运动学验证及分析 | 第59-61页 |
| 3.6.1 机械臂正运动学验证 | 第59-60页 |
| 3.6.2 机械臂逆运动学验证 | 第60-61页 |
| 3.7 本章小结 | 第61-63页 |
| 4 机械臂工作空间求解及操作能力地图绘制 | 第63-79页 |
| 4.1 引言 | 第63页 |
| 4.2 机械臂工作空间的基本描述 | 第63页 |
| 4.3 机械臂工作空间求解 | 第63-69页 |
| 4.3.1 蒙特卡洛法简介 | 第63-64页 |
| 4.3.2 机械臂工作空间求解 | 第64-65页 |
| 4.3.3 机械臂工作空间的MATLAB仿真及分析 | 第65-67页 |
| 4.3.4 机械臂3D工作空间求解 | 第67-69页 |
| 4.4 机械臂工作空间离散 | 第69-73页 |
| 4.4.1 机械臂末端位置离散 | 第69-70页 |
| 4.4.2 机械臂末端姿态离散 | 第70-73页 |
| 4.5 机械臂操作能力地图绘制及运动灵活性分析 | 第73-76页 |
| 4.5.1 机械臂操作能力指标描述 | 第73-75页 |
| 4.5.2 机械臂操作能力地图绘制及分析 | 第75-76页 |
| 4.6 本章小结 | 第76-79页 |
| 5 模块化机械臂运动学参数标定 | 第79-95页 |
| 5.1 引言 | 第79页 |
| 5.2 机械臂误差分类和误差源分析 | 第79-81页 |
| 5.3 机械臂运动学标定模型 | 第81-83页 |
| 5.3.1 机械臂误差模型概述 | 第81页 |
| 5.3.2 几何误差模型 | 第81-83页 |
| 5.4 机械臂运动学标定方法:相对位置误差模型 | 第83-88页 |
| 5.4.1 机械臂位置误差模型 | 第83-85页 |
| 5.4.2 机械臂相对位置误差模型 | 第85-86页 |
| 5.4.3 机械臂运动学标定过程 | 第86-88页 |
| 5.5 机械臂运动学参数标定实验 | 第88-93页 |
| 5.5.1 标定实验对象 | 第88-89页 |
| 5.5.2 实验系统装置 | 第89-91页 |
| 5.5.3 标定实验过程及结果 | 第91-92页 |
| 5.5.4 实验结果分析与结论 | 第92-93页 |
| 5.6 本章小结 | 第93-95页 |
| 6 基于全局和局部性能指标的机械臂连杆尺寸优化 | 第95-111页 |
| 6.1 引言 | 第95页 |
| 6.2 机械臂连杆尺寸分析 | 第95-97页 |
| 6.3 机械臂局部性能指标 | 第97-99页 |
| 6.3.1 可操作度指标 | 第97页 |
| 6.3.2 条件数指标 | 第97-99页 |
| 6.4 机械臂全局性能指标 | 第99-102页 |
| 6.4.1 GCI指标 | 第99-100页 |
| 6.4.2 SLI指标 | 第100-102页 |
| 6.5 正交试验设计及试验结果分析 | 第102-110页 |
| 6.5.1 正交试验简介 | 第102-103页 |
| 6.5.2 正交试验设计及试验结果 | 第103-104页 |
| 6.5.3 试验数据处理 | 第104-108页 |
| 6.5.4 实验结果分析及结论 | 第108-110页 |
| 6.6 本章小结 | 第110-111页 |
| 7 总结及展望 | 第111-115页 |
| 7.1 全文总结 | 第111-112页 |
| 7.2 创新点 | 第112页 |
| 7.3 研究展望 | 第112-115页 |
| 参考文献 | 第115-121页 |
| 致谢 | 第121-123页 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 | 第123-124页 |