| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第12-28页 |
| 1.1 引言 | 第12页 |
| 1.2 研究背景 | 第12-14页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第14-26页 |
| 1.3.1 双手爪攀爬机器人研究现状 | 第15-20页 |
| 1.3.2 双足步行机器人全局路径规划研究现状 | 第20-21页 |
| 1.3.3 工业机器人无碰运动规划研究现状 | 第21-25页 |
| 1.3.4 研究现状总结 | 第25-26页 |
| 1.4 本课题的研究意义 | 第26页 |
| 1.5 本文的主要研究工作 | 第26-28页 |
| 第二章 双手爪攀爬机器人路径规划问题描述和建模 | 第28-42页 |
| 2.1 引言 | 第28页 |
| 2.2 双手爪攀爬机器人 | 第28-32页 |
| 2.2.1 设计灵感 | 第28-29页 |
| 2.2.2 模块化平台Climbot | 第29-31页 |
| 2.2.3 双手爪攀爬机器人的概念及特点 | 第31-32页 |
| 2.3 规划问题描述和建模 | 第32-38页 |
| 2.3.1 桁架与双手爪机器人的描述 | 第32-36页 |
| 2.3.2 双手爪机器人无碰路径规划问题描述 | 第36-38页 |
| 2.4 规划器总体方案设计 | 第38-41页 |
| 2.4.1 全局路径规划器 | 第38-40页 |
| 2.4.2 夹持点规划器 | 第40页 |
| 2.4.3 单步无碰运动规划器 | 第40-41页 |
| 2.5 本章小结 | 第41-42页 |
| 第三章 双手爪攀爬机器人全局路径规划 | 第42-64页 |
| 3.1 引言 | 第42页 |
| 3.2 任意两杆件间的可过渡性研究 | 第42-47页 |
| 3.2.1 判断准则 | 第43页 |
| 3.2.2 夹持可达性约束 | 第43-44页 |
| 3.2.3 夹持可靠性约束 | 第44-45页 |
| 3.2.4 过渡时夹持姿态的选择 | 第45-47页 |
| 3.3 在姿态约束下的可过渡区域求解 | 第47-52页 |
| 3.3.1 问题描述 | 第47-48页 |
| 3.3.2 过渡约束分析 | 第48-52页 |
| 3.3.3 可过渡区域求解算法 | 第52页 |
| 3.4 全局路径规划 | 第52-59页 |
| 3.4.1 全局路径规划器 | 第52-55页 |
| 3.4.2 全局路径规划关键算法 | 第55-59页 |
| 3.5 算例仿真 | 第59-63页 |
| 3.5.1 过渡姿态选择 | 第60-61页 |
| 3.5.2 可过渡区域求解 | 第61-63页 |
| 3.6 本章小结 | 第63-64页 |
| 第四章 双手爪攀爬机器人夹持点规划 | 第64-100页 |
| 4.1 引言 | 第64页 |
| 4.2 基本攀爬步态 | 第64-66页 |
| 4.3 夹持点选择的基本原则 | 第66-67页 |
| 4.4 基于关键位姿的夹持点规划 | 第67-78页 |
| 4.4.1 移动距离与所需最少步数的函数关系 | 第67-68页 |
| 4.4.2 规划问题的数学模型 | 第68-70页 |
| 4.4.3 基于关键位姿的夹持点规划算法 | 第70-78页 |
| 4.5 基于可夹持区域求解的夹持点规划 | 第78-90页 |
| 4.5.1 可夹持区域的定义 | 第79-80页 |
| 4.5.2 可夹持区域的求解 | 第80-87页 |
| 4.5.3 可夹持区域搜索策略的改进 | 第87-89页 |
| 4.5.4 推广至定姿态工作空间的求解 | 第89-90页 |
| 4.5.5 基于可夹持区域求解的夹持点规划算法 | 第90页 |
| 4.6 算例仿真 | 第90-99页 |
| 4.6.1 可夹持区域求解 | 第90-96页 |
| 4.6.2 定姿态工作空间求解 | 第96-98页 |
| 4.6.3 关于双手爪机器人自由度数的讨论 | 第98-99页 |
| 4.7 本章小结 | 第99-100页 |
| 第五章 双手爪攀爬机器人单步无碰运动规划 | 第100-121页 |
| 5.1 引言 | 第100页 |
| 5.2 单步无碰攀爬运动规划模型 | 第100-101页 |
| 5.3 RRT无碰运动规划基本原理 | 第101-103页 |
| 5.4 基于BiRRT的单步无碰运动规划算法 | 第103-118页 |
| 5.4.1 状态定义和状态有效性测试 | 第103-107页 |
| 5.4.2 度量函数定义 | 第107页 |
| 5.4.3 规划的主要环节及其算法 | 第107-118页 |
| 5.5 算例仿真 | 第118-119页 |
| 5.5.1 规划Climbot-5D单步无碰攀爬运动 | 第118页 |
| 5.5.2 规划Climbot-6D单步无碰攀爬运动 | 第118-119页 |
| 5.6 本章小结 | 第119-121页 |
| 第六章 规划器集成和仿真验证 | 第121-132页 |
| 6.1 引言 | 第121页 |
| 6.2 规划器集成 | 第121-123页 |
| 6.3 仿真验证 | 第123-131页 |
| 6.3.1 规划Climbot-5D的无碰攀爬路径 | 第123-129页 |
| 6.3.2 规划Climbot-6D的无碰攀爬路径 | 第129-131页 |
| 6.4 本章小结 | 第131-132页 |
| 结论与展望 | 第132-135页 |
| 参考文献 | 第135-143页 |
| 附录1 Climbot-5D运动学 | 第143-146页 |
| 附录2 Climbot-6D运动学 | 第146-149页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第149-151页 |
| 致谢 | 第151-153页 |
| 答辩委员会对论文的评定意见 | 第153页 |
