可重构模块化机器人建模、优化与控制
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 目录 | 第9-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-29页 |
| 1.1 课题研究意义 | 第13-14页 |
| 1.2 模块化机器人开发现状 | 第14-20页 |
| 1.2.1 自重构模块化机器人 | 第14-16页 |
| 1.2.2 可重构模块化机器人 | 第16-20页 |
| 1.3 模块化机器人理论研究现状 | 第20-26页 |
| 1.3.1 运动学和动力学 | 第20-21页 |
| 1.3.2 构型设计与优化 | 第21-23页 |
| 1.3.3 控制系统 | 第23-26页 |
| 1.4 课题背景及本文主要内容 | 第26-29页 |
| 第二章 模块化机器人数学建模 | 第29-47页 |
| 2.1 引言 | 第29页 |
| 2.2 位姿描述 | 第29-30页 |
| 2.3 基本模块 | 第30-33页 |
| 2.3.1 关节模块 | 第31-32页 |
| 2.3.2 非关节模块 | 第32-33页 |
| 2.4 构型描述 | 第33-37页 |
| 2.4.1 装配模型 | 第33-34页 |
| 2.4.2 构型参数 | 第34-37页 |
| 2.5 运动学 | 第37-43页 |
| 2.5.1 正运动学 | 第37页 |
| 2.5.2 雅可比矩阵 | 第37-38页 |
| 2.5.3 逆运动学 | 第38-43页 |
| 2.6 动力学 | 第43-45页 |
| 2.7 算例 | 第45-46页 |
| 2.8 本章小结 | 第46-47页 |
| 第三章 模块化机器人构型和尺度设计 | 第47-73页 |
| 3.1 引言 | 第47页 |
| 3.2 性能评价指标 | 第47-51页 |
| 3.2.1 工作空间 | 第47-48页 |
| 3.2.2 条件数和可操作度 | 第48-49页 |
| 3.2.3 速度和加速度全域性能 | 第49-51页 |
| 3.2.4 能耗指标 | 第51页 |
| 3.3 构型优化 | 第51-61页 |
| 3.3.1 任务描述 | 第52页 |
| 3.3.2 优化模型 | 第52-54页 |
| 3.3.3 优化流程 | 第54-55页 |
| 3.3.4 NSGA-II | 第55-56页 |
| 3.3.5 实例 | 第56-61页 |
| 3.4 尺度优化 | 第61-70页 |
| 3.4.1 设计变量 | 第61-62页 |
| 3.4.2 目标函数 | 第62-63页 |
| 3.4.3 优化模型 | 第63页 |
| 3.4.4 Climbot 实例 | 第63-68页 |
| 3.4.5 六自由度操作臂实例 | 第68-70页 |
| 3.5 本章小结 | 第70-73页 |
| 第四章 机器人模块结合面建模 | 第73-97页 |
| 4.1 引言 | 第73页 |
| 4.2 结合面受力分析 | 第73-76页 |
| 4.2.1 结合面参数方程 | 第74-75页 |
| 4.2.2 结合面静力分析 | 第75-76页 |
| 4.3 结合面接触模型 | 第76-79页 |
| 4.3.1 分形模型 | 第76-79页 |
| 4.3.2 分形参数 | 第79页 |
| 4.4 结合面误差建模 | 第79-89页 |
| 4.4.1 法向受力与变形 | 第80-84页 |
| 4.4.2 切向受力与变形 | 第84-89页 |
| 4.4.3 对机器人误差的影响 | 第89页 |
| 4.5 测试与仿真 | 第89-95页 |
| 4.5.1 分形参数识别 | 第89-91页 |
| 4.5.2 结合面误差 | 第91-94页 |
| 4.5.3 机器人误差 | 第94-95页 |
| 4.6 本章小结 | 第95-97页 |
| 第五章 模块化机器人控制的体系结构与实现 | 第97-125页 |
| 5.1 引言 | 第97页 |
| 5.2 需求分析 | 第97-99页 |
| 5.2.1 一般性需求 | 第97-98页 |
| 5.2.2 可重构需求 | 第98页 |
| 5.2.3 智能化需求 | 第98-99页 |
| 5.3 总体结构设计 | 第99-102页 |
| 5.3.1 开放式架构 | 第99-100页 |
| 5.3.2 总体架构 | 第100-101页 |
| 5.3.3 硬件配置 | 第101-102页 |
| 5.4 控制策略 | 第102-105页 |
| 5.4.1 示教/再现方式 | 第102-103页 |
| 5.4.2 自主/半自主方式 | 第103-105页 |
| 5.5 软件系统设计 | 第105-119页 |
| 5.5.1 人机界面 | 第106-107页 |
| 5.5.2 任务调度 | 第107页 |
| 5.5.3 可视化仿真 | 第107-109页 |
| 5.5.4 运动规划 | 第109-119页 |
| 5.6 实验研究 | 第119-124页 |
| 5.6.1 操作臂 | 第119-121页 |
| 5.6.2 爬杆机器人 | 第121-123页 |
| 5.6.3 爬壁机器人 | 第123-124页 |
| 5.7 本章小结 | 第124-125页 |
| 结论与展望 | 第125-128页 |
| 参考文献 | 第128-141页 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 | 第141-143页 |
| 致谢 | 第143-144页 |
| 答辩委员会对论文的评定意见 | 第144页 |
