| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-8页 |
| Abstract | 第8-9页 |
| 1 绪论 | 第13-23页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第13-15页 |
| 1.2 相关研究 | 第15-21页 |
| 1.2.1 移动生物安全实验室 | 第15-16页 |
| 1.2.2 生物实验自动化 | 第16-18页 |
| 1.2.3 机械臂运动规划算法 | 第18-21页 |
| 1.3 本文的主要研究内容 | 第21-22页 |
| 1.4 本文结构 | 第22-23页 |
| 2 移动无人生物安全实验室设计 | 第23-43页 |
| 2.1 生物安全实验室设计原则 | 第23页 |
| 2.2 无人生物安全实验室内部硬件布局 | 第23-37页 |
| 2.2.1 机器人操作模块化设计 | 第24-27页 |
| 2.2.2 机械臂工作空间求解 | 第27-35页 |
| 2.2.3 硬件布局 | 第35-37页 |
| 2.3 系统智能操控软件 | 第37-42页 |
| 2.3.1 软件整体结构 | 第37-38页 |
| 2.3.2 机械臂智能操控软件需求分析 | 第38-39页 |
| 2.3.3 机械臂智能操控软件模块简述 | 第39-42页 |
| 2.4 本章小结 | 第42-43页 |
| 3 移动无人生物安全实验室防碰撞算法研究 | 第43-55页 |
| 3.1 移动无人生物安全实验室双重坐标系定义 | 第43-44页 |
| 3.1.1 世界坐标系定义 | 第43页 |
| 3.1.2 构型空间坐标系定义 | 第43-44页 |
| 3.1.3 机械臂运动规划定义 | 第44页 |
| 3.2 无人生物安全实验室包围盒树包络模型建立 | 第44-46页 |
| 3.2.1 机械臂包络模型 | 第45-46页 |
| 3.2.2 仪器设备包络模型 | 第46页 |
| 3.3 无人生物安全实验室碰撞分析 | 第46-51页 |
| 3.3.1 碰撞可能性分析 | 第47页 |
| 3.3.2 碰撞规则分析 | 第47页 |
| 3.3.3 碰撞判定的数学分析 | 第47-51页 |
| 3.4 基于包围盒树包络模型的碰撞判定算法研究 | 第51-53页 |
| 3.4.1 运动碰撞判定算法的程序实现 | 第51-52页 |
| 3.4.2 运动碰撞判定算法的实验结果 | 第52-53页 |
| 3.5 本章小结 | 第53-55页 |
| 4 无人生物安全实验室械臂运动路线规划 | 第55-75页 |
| 4.1 机械臂关节角度关系研究 | 第55-59页 |
| 4.1.1 机械臂运动学逆解 | 第55-58页 |
| 4.1.2 特定姿态约束下机械臂关节角度关系 | 第58-59页 |
| 4.2 CMO-PRM机械臂运动路线规划算法 | 第59-63页 |
| 4.2.1 机械臂路线规划方法简述 | 第59-60页 |
| 4.2.2 PRM算法原理 | 第60-62页 |
| 4.2.3 机械臂构型空间的度量 | 第62-63页 |
| 4.2.4 约束机械手姿态的路图采样点选取方法 | 第63页 |
| 4.3 机械臂CMO-PRM路线规划软件设计与实现 | 第63-65页 |
| 4.4 机械臂运动路线规划实验 | 第65-73页 |
| 4.4.1 实验条件 | 第65-67页 |
| 4.4.2 实验结果与分析 | 第67-73页 |
| 4.5 本章小结 | 第73-75页 |
| 5 无人生物安全实验室机械臂在线避障算法 | 第75-87页 |
| 5.1 机械臂在线避障算法整体设计思路 | 第75-76页 |
| 5.1.1 搜索空间分析 | 第75-76页 |
| 5.1.2 迭代策略分析 | 第76页 |
| 5.2 RL-RRT机械臂在线避障算法 | 第76-80页 |
| 5.2.1 双向搜索RRT算法原理 | 第76-78页 |
| 5.2.2 RL-RRT算法设计 | 第78-80页 |
| 5.3 机械臂RL-RRT在线避障软件设计与实现 | 第80-82页 |
| 5.4 机械臂在线避障实验 | 第82-86页 |
| 5.5 本章小结 | 第86-87页 |
| 6 总结与展望 | 第87-89页 |
| 6.1 工作总结 | 第87页 |
| 6.2 工作展望 | 第87-89页 |
| 参考文献 | 第89-95页 |
| 作者简历 | 第95页 |