| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第13-26页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第13-21页 |
| 1.1.1 太空探测发展历程 | 第13-19页 |
| 1.1.2 太空探测对人类的意义 | 第19-20页 |
| 1.1.3 中国航天计划与现阶段发展方向 | 第20-21页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第21-24页 |
| 1.2.1 采样机械臂研究现状 | 第21-23页 |
| 1.2.2 机械臂轨迹规划研究现状 | 第23-24页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第24-26页 |
| 第2章 采样机械臂的结构设计 | 第26-38页 |
| 2.1 任务概述 | 第26-27页 |
| 2.2 采样机械臂的创新性设计方案 | 第27-30页 |
| 2.2.1 整体设计方案 | 第27-29页 |
| 2.2.2 关节结构方案 | 第29-30页 |
| 2.3 采样机械臂关节结构的设计 | 第30-34页 |
| 2.3.1 关节电机与减速机构选型 | 第31-32页 |
| 2.3.2 腰、肩、肘关节结构 | 第32-33页 |
| 2.3.3 腕关节与挖勺结构 | 第33-34页 |
| 2.4 锁定装置的结构与实现方法 | 第34-37页 |
| 2.4.1 锁定装置结构 | 第34-35页 |
| 2.4.2 锁定装置功能的实现 | 第35-37页 |
| 2.5 本章小结 | 第37-38页 |
| 第3章 采样机械臂运动学及动力学方程 | 第38-51页 |
| 3.1 引言 | 第38页 |
| 3.2 运动学建模 | 第38-44页 |
| 3.2.1 采样机械臂正运动学模型 | 第38-41页 |
| 3.2.2 采样机械臂逆运动学模型 | 第41-44页 |
| 3.3 采样机械臂雅克比矩阵 | 第44-45页 |
| 3.4 动力学建模 | 第45-50页 |
| 3.4.1 动力学建模方法 | 第46-47页 |
| 3.4.2 采样机械臂动力学模型分析 | 第47-50页 |
| 3.5 本章小结 | 第50-51页 |
| 第4章 采样机械臂轨迹规划研究与仿真 | 第51-63页 |
| 4.1 引言 | 第51-52页 |
| 4.2 关节空间轨迹规划 | 第52-57页 |
| 4.2.1 三次多项式插值法 | 第53-54页 |
| 4.2.2 五次多项式轨迹规划 | 第54-55页 |
| 4.2.3 抛物线拟合的插值轨迹 | 第55-57页 |
| 4.3 笛卡尔空间轨迹规划 | 第57-62页 |
| 4.3.1 笛卡尔空间直线路径规划 | 第58-59页 |
| 4.3.2 笛卡尔空间圆弧轨迹规划 | 第59-62页 |
| 4.4 本章小结 | 第62-63页 |
| 第5章 采样机械臂控制方法研究 | 第63-80页 |
| 5.1 引言 | 第63页 |
| 5.2 采样机械臂关节控制 | 第63-71页 |
| 5.2.1 关节传动链模型 | 第63-64页 |
| 5.2.2 电机数学模型 | 第64-65页 |
| 5.2.3 独立关节控制 | 第65-68页 |
| 5.2.4 刚体动力学补偿控制 | 第68-71页 |
| 5.3 主动和被动补偿混合控制 | 第71-74页 |
| 5.3.1 位置主动控制模式 | 第71-72页 |
| 5.3.2 摩擦补偿被动控制模式 | 第72-74页 |
| 5.4 基于MATLAB／ADMAS作业任务联合仿真研究 | 第74-79页 |
| 5.4.1 联合仿真系统搭建 | 第74-75页 |
| 5.4.2 采样传送过程仿真控制 | 第75-77页 |
| 5.4.3 位置切换仿真控制研究 | 第77-79页 |
| 5.5 本章小结 | 第79-80页 |
| 第6章 采样机械臂实验方案与结果分析 | 第80-89页 |
| 6.1 引言 | 第80页 |
| 6.2 硬件架构 | 第80-85页 |
| 6.3 软件系统 | 第85-86页 |
| 6.4 实验结果 | 第86-88页 |
| 6.4.1 样品采集和传送 | 第86-87页 |
| 6.4.2 质量和功耗指标验证 | 第87-88页 |
| 6.5 本章小结 | 第88-89页 |
| 结论与展望 | 第89-91页 |
| 结论 | 第89-90页 |
| 展望 | 第90-91页 |
| 参考文献 | 第91-95页 |
| 附录 | 第95-108页 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 | 第108-109页 |
| 致谢 | 第109页 |