| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的意义 | 第10-11页 |
| 1.2 机器人宇航员遥操作系统研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.1 美国Robonaut1/Robonaut2遥操作系统 | 第11-12页 |
| 1.2.2 欧洲宇航局Interact Centaur遥操作系统 | 第12-13页 |
| 1.2.3 德国Justin遥操作系统 | 第13页 |
| 1.2.4 国内机器人宇航员遥操作系统研究现状 | 第13-14页 |
| 1.3 遥操作平台运动映射研究现状 | 第14页 |
| 1.4 机械臂避奇异研究现状 | 第14-17页 |
| 1.4.1 机械臂奇异性指标的研究现状 | 第15页 |
| 1.4.2 机械臂奇异性分析的研究现状 | 第15-16页 |
| 1.4.3 冗余机械臂的避奇异算法 | 第16-17页 |
| 1.5 课题来源以及主要研究内容 | 第17-19页 |
| 第2章 机器人宇航员遥操作系统运动学建模与标定 | 第19-34页 |
| 2.1 引言 | 第19页 |
| 2.2 机械臂运动学建模 | 第19-24页 |
| 2.2.1 机械臂的正运动学建模 | 第19-21页 |
| 2.2.2 机械臂的闭环逆运动学算法 | 第21-24页 |
| 2.3 机器人宇航员遥操作系统搭建 | 第24-28页 |
| 2.3.1 系统组成 | 第24-27页 |
| 2.3.2 系统框架 | 第27-28页 |
| 2.4 遥操作平台的标定 | 第28-33页 |
| 2.4.1 改进的数据手套标定 | 第28-33页 |
| 2.4.2 CyberGrasp的标定 | 第33页 |
| 2.5 本章小结 | 第33-34页 |
| 第3章 遥操作运动映射的研究 | 第34-49页 |
| 3.1 引言 | 第34页 |
| 3.2 工作空间分析 | 第34-38页 |
| 3.2.1 机械臂的工作空间分析 | 第35-37页 |
| 3.2.2 CyberForce的工作空间分析 | 第37-38页 |
| 3.3 运动映射策略 | 第38-44页 |
| 3.3.1 定缩放因子映射 | 第39-41页 |
| 3.3.2 变缩放因子映射 | 第41-43页 |
| 3.3.3 姿态调整映射 | 第43-44页 |
| 3.4 映射方案实施 | 第44-45页 |
| 3.5 遥操作运动映射仿真实验 | 第45-48页 |
| 3.5.1 定姿态移动 | 第45-46页 |
| 3.5.2 变缩放因子移动 | 第46-47页 |
| 3.5.3 姿态调整 | 第47-48页 |
| 3.6 本章小结 | 第48-49页 |
| 第4章 层次化避奇异算法 | 第49-65页 |
| 4.1 引言 | 第49页 |
| 4.2 机械臂的奇异性分析 | 第49-52页 |
| 4.2.1 机械臂的奇异状态 | 第49-50页 |
| 4.2.2 机械臂的奇异区域定义 | 第50-52页 |
| 4.3 基于机械臂奇异指标优化的虚拟力反馈 | 第52-55页 |
| 4.3.1 虚拟力的方向 | 第52-54页 |
| 4.3.2 虚拟力大小的计算 | 第54-55页 |
| 4.4 改进的轨迹重构法 | 第55-58页 |
| 4.4.1 轨迹重构法的基本思想 | 第55-57页 |
| 4.4.2 轨迹重构法的改进 | 第57-58页 |
| 4.5 层次化避奇异策略 | 第58-59页 |
| 4.6 避奇异仿真分析 | 第59-64页 |
| 4.6.1 接近奇异位置 | 第59-62页 |
| 4.6.2 奇异位置出发 | 第62-64页 |
| 4.7 本章小结 | 第64-65页 |
| 第5章 机器人宇航员遥操作实验研究 | 第65-77页 |
| 5.1 引言 | 第65页 |
| 5.2 实验平台介绍 | 第65-66页 |
| 5.3 遥操作运动映射实验 | 第66-70页 |
| 5.3.1 定缩放因子映射实验 | 第66-67页 |
| 5.3.2 变缩放因子映射实验 | 第67-68页 |
| 5.3.3 姿态调整映射实验 | 第68-69页 |
| 5.3.4 运动映射实验误差分析 | 第69-70页 |
| 5.4 层次化避奇异实验 | 第70-74页 |
| 5.4.1 虚拟力反馈验证 | 第71页 |
| 5.4.2 改进的轨迹重构法验证 | 第71-74页 |
| 5.4.3 层次化避奇异实验总结 | 第74页 |
| 5.5 综合实验 | 第74-76页 |
| 5.6 本章小结 | 第76-77页 |
| 结论 | 第77-79页 |
| 参考文献 | 第79-83页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 | 第83-85页 |
| 致谢 | 第85页 |