第1章 绪论 1
1.1应用机器人技术精整加工大型自由曲面的背景 1
1.2机器人精整加工自由曲面技术研究进展 2
1.3移动作业机器人技术国内外研究现状及关键技术研究 6
1.3.1移动作业机器人国内外研究现状 6
1.3.2移动作业机器人关键技术研究 9
第2章 新型自主研磨作业机器人系统的研究 16
2.1移动研磨作业机器人系统 16
2.1.1自主作业研磨机器人系统技术思路 16
2.1.2自主作业研磨机器人的结构与性能要求 17
2.2自主作业研磨机器人机械本体的研制 17
2.2.1移动平台的构建 17
2.2.2操作臂的研制 18
2.2.3研磨工具开发 20
2.3自主作业研磨机器人控制系统 20
2.4 5-TTRRT机器人坐标系内研磨曲面的构建方法 21
2.4.1系统组成和工作原理 22
2.4.2自由曲面的三维重构 23
第3章 机器人研磨自由曲面的运动规划 29
3.1 5-TTRRT机器人运动学与动力学模型 30
3.1.1 5-TTRRT机器人运动学模型 30
3.1.2 5-TTRRT机器人动力学建模 31
3.1.3 5-TTRRT机器人运动学动力学仿真 32
3.2自由曲面的分片规划 34
3.2.1自由曲面特征的基础 34
3.2.2自由曲面分片规划的提出与分片研磨方法 36
3.2.3自由曲面的加工路径规划 39
3.3 5-TTRRT研磨机器人的位姿与运动规划 41
3.3.1移动平台姿态控制策略 41
3.3.2研磨工具位姿在机器人运动空间中的表达 42
3.3.3自由曲面研磨精加工的行切法轨迹规划 44
3.3.4自由曲面研磨精加工的环切法轨迹规划 45
3.3.5行切法轨迹规划与环切法轨迹规划的比较 45
第4章 机器人研磨自由曲面的轨迹跟踪控制策略 47
4.1滑模变结构基本理论 47
4.1.1滑模变结构控制的基本原理 47
4.1.2滑模变结构控制的特点 48
4.2 PD＋前馈型滑模变结构补偿控制 49
4.2.1问题描述 49
4.2.2 PD＋前馈补偿滑模控制器设计 50
4.3仿真研究 53
第5章 自主作业研磨机器人的柔顺控制 56
5.1阻抗控制概述 56
5.1.1机器人阻抗控制 56
5.1.2阻抗控制模型 57
5.2机器人研磨工具端与环境的等效模型 58
5.2.1等效模型的建立 58
5.2.2研磨机器人系统的刚度系数Kp 59
5.3基于位置的阻抗控制 62
5.3.1基于位置的阻抗控制 62
5.3.2阻抗控制中稳态力误差分析 64
5.3.3调整阻抗参数的仿真研究 65
5.4模糊阻抗控制 67
5.4.1基于模糊逻辑的阻抗控制设计 68
5.4.2常规阻抗控制与模糊阻抗控制的仿真研究 71
第6章5-TTRRT机器人研磨实验研究 74
6.1研磨材料的去除模型 74
6.2实验平台 75
6.3机器人研磨实验 76
6.4研磨工艺参数对研磨效果影响的正交试验 77
6.4.1因素水平确定 77
6.4.2各主要因素对研磨效果的影响 79
6.4.3实验结果分析 80
附录 82
参考文献 93