| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 主要符号表 | 第12-17页 |
| 第一章 绪论 | 第17-25页 |
| 1.1 研究背景和意义 | 第17-20页 |
| 1.1.1 研究背景 | 第17-19页 |
| 1.1.2 研究意义 | 第19-20页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第20-24页 |
| 1.2.1 串联机械臂空间刚度算法的研究现状 | 第20-22页 |
| 1.2.2 空间刚度特性的研究现状 | 第22-23页 |
| 1.2.3 静态刚度特性构造的研究现状 | 第23-24页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第24-25页 |
| 第二章 一种关节的刚度重构、改进方法及关节状态分析 | 第25-40页 |
| 2.0 引言 | 第25-26页 |
| 2.1 COMPACT-VSA关节的刚度重构 | 第26-30页 |
| 2.1.1 CompAct-VSA关节的刚度结果存在的问题 | 第26-28页 |
| 2.1.2 刚度重构 | 第28-29页 |
| 2.1.3 刚度结果的比较 | 第29-30页 |
| 2.2 两种改善刚度调节特性的方法 | 第30-36页 |
| 2.2.1 CompAct-VSA关节刚度调节特性的缺点 | 第30-31页 |
| 2.2.2 带传动改进方法 | 第31-35页 |
| 2.2.3 曲柄连杆改进方法 | 第35-36页 |
| 2.3 重力、重力补偿和外力作用下关节的状态分析 | 第36-39页 |
| 2.3.1 传统关节状态分析 | 第36-37页 |
| 2.3.2 柔性关节状态分析 | 第37-38页 |
| 2.3.3 关节刚度的调节范围 | 第38-39页 |
| 2.4 本章小结 | 第39-40页 |
| 第三章 串联机械臂末端工具的空间刚度算法研究 | 第40-59页 |
| 3.0 引言 | 第40页 |
| 3.1 基本概念 | 第40-43页 |
| 3.1.1 速度旋量、力旋量、雅可比矩阵和柔度矩阵的定义 | 第40-42页 |
| 3.1.2 不同坐标系上的柔度矩阵变换式 | 第42-43页 |
| 3.1.3 传统柔度矩阵计算式 | 第43页 |
| 3.2 力平衡状态关系式及其验证 | 第43-49页 |
| 3.2.1 力平衡状态关系式及其推导证明 | 第43-45页 |
| 3.2.2 求解方法 | 第45-46页 |
| 3.2.3 力平衡状态关系式的实验验证 | 第46-49页 |
| 3.3 “柔度矩阵算法”求解刚度 | 第49-56页 |
| 3.3.1 求解 | 第49-52页 |
| 3.3.2 仿真 | 第52-56页 |
| 3.4 柔度矩阵的对称性和正定性 | 第56-58页 |
| 3.5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第四章 刚度的最优化算法和几何算法研究 | 第59-68页 |
| 4.0 引言 | 第59页 |
| 4.1 最优化算法求解刚度矩阵 | 第59-61页 |
| 4.1.1 “能量守恒”和“势能最小”原则 | 第59-60页 |
| 4.1.2 求解冗余度串联机械臂的刚度矩阵 | 第60-61页 |
| 4.2 几何算法求解刚度矩阵 | 第61-67页 |
| 4.2.1 SE(3)群及其李代数 | 第61-62页 |
| 4.2.2 速度旋量和力旋量在SE(3)流形上的表示 | 第62-63页 |
| 4.2.3 仿射联络 | 第63-64页 |
| 4.2.4 刚度矩阵的几何定义 | 第64-65页 |
| 4.2.5 6自由度串联机械臂刚度矩阵的几何算法求解 | 第65-67页 |
| 4.3 本章小结 | 第67-68页 |
| 第五章 力-线性位移柔顺轴和力矩-旋转位移柔顺轴的研究 | 第68-82页 |
| 5.0 引言 | 第68-69页 |
| 5.1 力-线性位移柔顺轴 | 第69-76页 |
| 5.1.1 定义 | 第69-70页 |
| 5.1.2 存在条件、性质和位置向量 | 第70-72页 |
| 5.1.3 主要分类 | 第72-76页 |
| 5.2 力矩-旋转位移柔顺轴 | 第76-78页 |
| 5.2.1 定义 | 第76-77页 |
| 5.2.2 存在条件、性质和位置向量 | 第77-78页 |
| 5.2.3 主要分类 | 第78页 |
| 5.3 柔顺轴的坐标系不变性 | 第78-80页 |
| 5.3.1 力-线性位移柔顺轴的坐标系不变性 | 第79-80页 |
| 5.3.2 力矩-旋转位移柔顺轴的坐标系不变性 | 第80页 |
| 5.4 本章小结 | 第80-82页 |
| 第六章 串联机械臂末端工具柔顺轴特性的构造研究 | 第82-96页 |
| 6.0 引言 | 第82页 |
| 6.1 末端工具任意空间刚度可实现条件分析 | 第82-84页 |
| 6.1.1 对称柔度矩阵的分解式 | 第82-83页 |
| 6.1.2 构造任意对称柔度矩阵的可实现条件 | 第83-84页 |
| 6.1.3 构造任意非对称柔度矩阵的可实现条件 | 第84页 |
| 6.2 期望柔顺轴的构造方程 | 第84-90页 |
| 6.2.1 力-线性位移柔顺轴的构造方程 | 第84-85页 |
| 6.2.2 力矩-旋转位移柔顺轴的构造方程 | 第85页 |
| 6.2.3 特征柔顺轴的构造方程 | 第85-86页 |
| 6.2.4 位移旋量柔顺轴的构造方程 | 第86-87页 |
| 6.2.5 力旋量柔顺轴的构造方程 | 第87-88页 |
| 6.2.6 构造实例 | 第88-90页 |
| 6.3 构造方程是否有解的判断方法和若干性质 | 第90-95页 |
| 6.3.1 构造方程是否有解的判断方法 | 第90-92页 |
| 6.3.2 判断实例 | 第92-94页 |
| 6.3.3 若干性质 | 第94-95页 |
| 6.4 本章小结 | 第95-96页 |
| 结论与展望 | 第96-98页 |
| 结论 | 第96页 |
| 展望 | 第96-98页 |
| 参考文献 | 第98-105页 |
| 附录 | 第105-112页 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第112-113页 |
| 致谢 | 第113-114页 |
| 附件 | 第114页 |
