| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-23页 |
| 1.1 课题背景及研究目的意义 | 第11-13页 |
| 1.2 冗余度机械臂避障研究现状 | 第13-20页 |
| 1.2.1 冗余度机器人概述 | 第13页 |
| 1.2.2 冗余机械臂运动学避障研究现状 | 第13-15页 |
| 1.2.3 冗余机械臂路径规划研究现状 | 第15-20页 |
| 1.3 主要研究内容 | 第20-23页 |
| 第2章 冗余机械臂运动学分析 | 第23-43页 |
| 2.1 引言 | 第23页 |
| 2.2 机器人数学模型 | 第23-28页 |
| 2.2.1 位姿描述及齐次变换 | 第23-25页 |
| 2.2.2 齐次坐标变换 | 第25-27页 |
| 2.2.3 连杆变换与D-H描述 | 第27-28页 |
| 2.3 七自由度冗余机械臂简介 | 第28-29页 |
| 2.4 机械臂的正运动学 | 第29-33页 |
| 2.4.1 机械臂运动学方程的建立 | 第29-32页 |
| 2.4.2 工作空间的求解 | 第32-33页 |
| 2.5 机械臂逆运动学 | 第33-40页 |
| 2.5.1 机械臂逆运动学的解法 | 第33页 |
| 2.5.2 机械臂的雅可比矩阵 | 第33-36页 |
| 2.5.3 基于阻尼最小二乘法的逆运动学 | 第36-39页 |
| 2.5.4 角度限制 | 第39-40页 |
| 2.6 机械臂运动学模型实验验证 | 第40-41页 |
| 2.7 本章小结 | 第41-43页 |
| 第3章 冗余机械臂避障规划 | 第43-61页 |
| 3.1 引言 | 第43页 |
| 3.2 避障方法的选择 | 第43页 |
| 3.3 碰撞检测 | 第43-46页 |
| 3.3.1 障碍物处理 | 第43-44页 |
| 3.3.2 点到线段的最短距离 | 第44-45页 |
| 3.3.3 安全区概念 | 第45-46页 |
| 3.4 避障规划 | 第46-52页 |
| 3.4.1 冗余机械臂的基本问题 | 第46-47页 |
| 3.4.2 梯度投影法的数学基础 | 第47-48页 |
| 3.4.3 附加背离速度法避障原理 | 第48-50页 |
| 3.4.4 单障碍物避障 | 第50-51页 |
| 3.4.5 多障碍物避障 | 第51-52页 |
| 3.5 避障仿真验证 | 第52-59页 |
| 3.5.1 单障碍物避障 | 第52-54页 |
| 3.5.2 多障碍物避障 | 第54-56页 |
| 3.5.3 七自由度冗余机械臂钻孔实验 | 第56-57页 |
| 3.5.4 机械臂简单的动态避障仿真实验 | 第57-59页 |
| 3.6 本章小结 | 第59-61页 |
| 第4章 冗余机械臂路径规划研究 | 第61-83页 |
| 4.1 引言 | 第61页 |
| 4.2 问题描述 | 第61-62页 |
| 4.3 基于双向智能搜索的RRT~*算法 | 第62-75页 |
| 4.3.1 RRT算法的流程与实现 | 第62-67页 |
| 4.3.2 Bidirectional RRT算法实现 | 第67-69页 |
| 4.3.3 RRT~*算法实现 | 第69-71页 |
| 4.3.4 改进的RRT~*算法实现 | 第71-75页 |
| 4.4 贝塞尔曲线路径平滑处理 | 第75-77页 |
| 4.5 路径规划的仿真验证 | 第77-82页 |
| 4.5.1 二维平面内的仿真验证 | 第77-81页 |
| 4.5.2 七自由度冗余机械臂的仿真验证 | 第81-82页 |
| 4.6 本章小结 | 第82-83页 |
| 第5章 实验研究 | 第83-91页 |
| 5.1 引言 | 第83页 |
| 5.2 实验平台介绍 | 第83-87页 |
| 5.3 冗余机械臂避障实验 | 第87-89页 |
| 5.4 冗余机械臂路径规划实验 | 第89-90页 |
| 5.5 本章小结 | 第90-91页 |
| 第6章 总结与展望 | 第91-93页 |
| 6.1 论文主要工作及结论 | 第91页 |
| 6.2 对以后工作的展望 | 第91-93页 |
| 参考文献 | 第93-101页 |
| 致谢 | 第101页 |