一、一般6R机器人的位置反解与运动仿真（论文文献综述）
黄起能[1]（2021）在《基于倍矢量和倍矩阵的机构运动学分析研究》文中研究说明对于6自由度串联机械手,其逆运动学分析能否用统一的方法来解决,一直是国内外机器人机构学学者的研究目标。本论文将倍数引入机器人机构运动学的建模中,类比对偶代数在三维空间机构运动建模的表示,通过研究对偶四元数和倍四元数在三维空间刚体变换的关联关系,基于对偶矩阵理论,提出了倍矩阵的新理论。结合四维旋转矩阵,本论文基于倍矩阵新方法提出了一种6自由度串联机械手逆运动学分析的新算法。本论文首先推导了三维空间刚体变换的倍矩阵表示新方法,并给出了三维空间基本变换矩阵的倍矩阵表示,该方法可以将三维空间中的旋转和移动位移统一用四维空间的旋转矩阵表示;接着推导了三维空间刚体变换的四维旋转矩阵、倍四元数和倍矩阵之间的关系,结果表明它们之间可通过线性代数运算或者非线性开方运算进行相互转换;然后基于倍矩阵新方法建立了一般6R串联机械手的运动学方程;最后,对建立的运动学方程进行变量分离,运用线性消元和Sylvester结式消元相结合的方法,推导出该问题的一元高次方程,从而建立了一种基于倍矩阵新理论的一般6R串联机械手逆运动学分析新算法。以上述新算法为基础,将其由求解一般6R串联机械手的逆运动学推广到求解一般1P5R、4R1C、2P4R、3P3R和特殊尺寸6自由度串联机械手的逆运动学分析问题,并对算法应用于不同构型的6自由度串联机械手的适应性问题进行了总结。结论表明本论文提出的倍矩阵新方法对于6自由度串联机械手的逆运动学分析具有良好的通用性,倍矩阵新理论的引入丰富了机器人机构运动学建模的数学方法。
杨超[2]（2021）在《基于旋量的并联变胞机构结构学与运动学分析》文中指出并联变胞机构融合了并联机构与变胞机构的优点,拥有高精度与高稳定性的同时还可以进行自由度与运动构态的切换,只需要一个并联变胞机构就可以实现多个单独版本的并联机构的功能,具有较强的灵活性与适用性。因此对并联变胞机构的研究具有重要的实际意义与应用前景。首先,为了解决现有的变胞机构构态变化描述方法中机构的信息表达不全面以及无法表示复合铰链的情形,将运动副旋量编码与图论中的关联矩阵结合在一起,提出了一种运动副旋量编码关联矩阵描述方法。文章给出了运动副旋量编码关联矩阵在变胞机构构态变化过程中的运算规则,通过一个复铰机构与3RPS并联变胞机构两个实例的构态变换过程验证了运动副旋量编码关联矩阵的正确性与可行性。其次,通过对变胞支链进行研究,设计了一种新型（MT）P（MT）变胞支链,通过锁定的方式,该变胞支链可切换为三种不同的构型,分别等价为TPT支链、RPT支链以及RPR支链。利用该变胞支链、动平台、静平台组成了新型4（MT）P（MT）并联变胞机构,有15种不同的构态,4种不同的自由度特性。文章运用旋量理论分析了一自由度到四自由度中部分构态的自由度特性,同时根据修正的Kutzbach-Grubler自由度计算公式对计算结果进行了验证。通过PROE对这15种不同构态的机构做了三维仿真。再次,对其中的四自由度4TPT构态以及三自由度3TPT-1RPT构态进行了位置正反解分析,通过正反解数值结果对比验证了求解的正确性,同时,在位置反解代数表达式的基础上运用直接求导法分析推导了处于这两种构态时的速度、加速度特性。最后运用MATLAB绘制了并联变胞机构处于4TPT构态与3TPT-1RPT构态时的工作空间,分析了处于这两种构态时的奇异性以及灵巧度。通过以上工作,丰富了并联变胞机构构态描述方法,同时为并联变胞机构结构综合以及运动学分析提供了参考,为后续对并联变胞机构的研究提供了思路。
杨帆[3]（2021）在《新型过约束五自由度混联机器人优化设计与样机研制》文中提出本文以过约束两转一移（2R1T）并联机构R（2RPR）R/SP为研究对象,针对航天复合材料产品的钻铣加工,基于该机构构造一款具有自主知识产权的新型过约束五自由度混联加工机器人,为宇航复合材料产品高效高质量加工提供自主可控的高端制造装备,主要研究内容如下:首先,对比分析2R1T并联机构R（2RPR）R/SP与Exechon机器人机构2UPR/SPR的不同点,主要包括机构运动副及其轴线的布置方式及特点,进行机构的运动学特征对比分析,并开展两种机构的位置正反解及工作空间分析。其次,考虑工作空间及力传递效率等多项指标,进行过约束五自由度混联机器人机构R（2RPR）R/SP+RR尺度优化,得到五自由度混联机器人关键尺寸参数,建立混联机器人机构简化模型,基于简化模型进行关节与驱动力受力分析。再次,依据尺度优化结果,进行混联机器人结构设计,通过有限元方法进行静力学分析以验证混联机器人刚度,并依据分析结果对结构进行优化设计,对最终设计的混联机器人与Exechon机器人进行刚度对比分析。随后分析样机装配制造过程中易产生的误差,设计样机尺寸参数的测量方法,考虑加工误差及装配累积误差对机构理论参数进行修正,分析误差对机器人工作空间等运动学性能的影响,为样机标定奠定基础。最后,基于样机进行实验研究,检测机器人最大速度、最大加速度、机器人工作空间与刚度,对标定后样机定位精度及重复定位精度进行测量,规划S形铝合金型材加工实验,验证各项理论分析的正确性。
胡叙伟[4]（2021）在《基于CAD变量几何的机构运动学自动求解研究》文中进行了进一步梳理机构学研究中的运动学研究一直是一个基础性的问题,但在实际研究中,运用传统解析法常常会很困难,在向应用转化时基本上是使用数值方法,对于复杂的机构特别是空间多耦合的并联机构来说尤为如此,而CAD变量几何法可以很直观快捷地求得结果,但其原始操作方法还不利于研究人员使用,也不利于向计算机程序方向转化,不利于进一步的开发。本文基于CAD变量几何,结合VB编程语言对CAD软件的二次开发技术,为解决多种机构的运动学问题,开发了对应的软件,具体包含以下几个方面:首先,阐述了CAD变量几何求解机构运学问题的基本原理和实现技术,指出其原始方法所具有的优势和不足,提出可进行程序化开发创新的基础和意义。其次,以面向对象化的编程方式,本文深入研究了平面机构组成元素及对应的几何参数,制定了平面机构的搭建流程逻辑和编写了用户界面,以模块化的思想将CAD变量几何中求解平面机构运动学的关键技术单独构造成一个模块文件,通过配合CAD软件使用,并在模块中对求解角速度和角加速度的方法做出了一定创新。用户在界面中通过参数化的方式,使平面机构的模拟机构建模自动进行。再次,本文深入研究了空间并联机构的组成元素及对应的几何参数,制定了空间并联机构的搭建流程逻辑和编写了用户界面,以模块化的思想将CAD变量几何中求解空间机构运动学的关键技术单独构造成一个模块文件,通过配合CAD软件使用,并在模块中对求解角速度和角加速度的方法做出了一定创新,使得文件内容更为简洁。用户在界面中通过参数化的方式,使空间机构的模拟机构建模自动进行。最后,以程序化的方式模拟机构在主动驱动下的运动情况,编写了驱动参数配置界面,并结合模块文件中的尺寸驱动方程式即可让程序自动求解出机构不同位置和不同速度下的运动学结果,包括位置、速度、加速度、角速度和角加速度。
王凯[5]（2021）在《一种六自由度驾驶模拟器的设计与分析》文中提出这些年随着科学技术的发展,人们对于多自由度运动模拟器的关注以及需求越来越多。例如,运动模拟器在驾校培训学员方面的应用,在赛车游戏领域的应用等。目前模拟器的结构大多数基于Stewart机构,受制于其布局的特点,该类机构存在一些改进的空间。本文设计出了一种应用于汽车驾驶场景的运动模拟器,是通过Stewart变异而来的6-UPS机构,其解耦性较好,可以用于现代化教学、娱乐和军事等方面。设计了一种新型布局的六自由度驾驶模拟器,该模拟器主要包括运动平台、底座以及连接运动平台和底座的六个UPS运动分支。其中六个分支分为两组,每组分支呈圆周分布,且分布在不同的圆上,初始状态每组相邻分支两两平行。在此布局的基础上分析了机构的正反解,利用球坐标搜索法求解了机构的工作空间。将工作空间的体积、机构能效系数作为评价指标,并结合机构布局的特点,分析了模拟器的机构参数对评价指标的影响,并优选了一组参数。建立了运动模拟器的整体动力学模型,利用牛顿欧拉法得出了驾驶模拟器的动力学公式,在SOLIDWORKS软件中绘制出三维模型并进行装配,利用ADAMS软件对虚拟样机进行动力学仿真,得出了模拟器的各项参数曲线,建立MATLAB&ADAMS联合仿真的模型,联合仿真结果表明设计的驾驶模拟器具有良好的动态性能。分析表明设计的六自由度驾驶模拟器方案是可行的,满足设计要求,为该类产品的研发提供了理论依据。
张涛[6]（2020）在《聚变堆真空室维护重载机器人CMOR若干关键技术研究》文中认为中国聚变工程实验堆（CFETR）是中国自主设计和研制并联合国际合作的重大科学工程。聚变实验堆内部部件在运行过程中受巨大而复杂的热负荷、电磁载荷以及中子辐照作用会出现损伤从而影响堆运行工作,必须进行维护。由于维护环境具有强辐射性,需采用遥操作机器人对堆芯部件进行维护。当前国际上托卡马克装置主要采用远程人工遥控维护的策略,效率较低且不够灵活,不符合未来聚变堆智能化维护要求。因此,中国科学院等离子体物理研究所聚变堆遥操作维护小组设计了新一代聚变堆智能维护系统——CFETR多功能重载机械臂CMOR（CFETR Multipurpose Overload Robot）系统,其主要承担偏滤器第一壁维护、内部部件观测、真空室氚灰清理等任务。由于聚变堆内部维护空间大且几何构型复杂,且需完成精细的维护任务,CMOR被设计为主从构型的多自由度机械臂。主臂,又称运输臂,具有柔性、多自由度、重载等特性,用于从臂系统在真空室内部的运输及定位;从臂,又称末端,为双臂结构,具有高刚度、高精度等特性,用于补偿主臂的精度误差,从而实现遥操作精细维护。本文针对其CMOR系统运动学中所涉及的几个关键问题进行研究。主要内容如下:设计CMOR系统多自由度机械臂在CFETR复杂真空室内部的无碰撞运动学算法。改良蚁群算法并借助进化论的思想设计动态精度,针对多自由度机器人运动学的非线性特性,提出基于动态蚁群的多自由度机械臂运动学算法。针对机器人复杂的工作空间即CFETR真空室内可能发生主臂碰撞情况,设计了基于截面图像的灰度值检测碰撞算法,实现机器人安全规划。CMOR系统末端双臂运动学参数标定算法研究。末端双臂运动精度影响机器人精细维护质量。设计特定的机器人运动轨迹,拟合相应的轨迹曲线,提出了基于几何特征的运动学参数标定方法;利用最小二乘算法和3σ法则进一步优化拟合过程,保证了该标定算法的高精度性和标定结果唯一性。CMOR系统末端双臂碰撞感知器设计。针对末端双臂可能与装置发生的碰撞,提出了一种基于主成分分析的混合碰撞感知器,保证机器人安全运行。算法避免了求解复杂的机器人动力学模型,利用主成分分析,实现了对机器人传感器信息如位置、速度和加速度/电流等数据的降维;结合监督学习中的感知器算法,快速感知机器人碰撞。
赵裕明[7]（2020）在《海浪能量三自由度并联转换装置机构学研究》文中指出将并联机构应用于海浪发电技术领域具有重要的理论研究意义及工程应用价值。目前国内外现有的振荡浮子型波浪能量转换装置其浮子多为单自由度运动,基于并联机构或串并混联机构的波浪能量转换装置研究较少,且大多处于构型设计或理论研究阶段。本文提出将含有冗余支链的三自由度并联机构及串并混联三自由度机构作为海浪发电装置的波浪能量转换机构,能够有效解决波能装置结构复杂、能量转换效率低等问题,论文对波浪能量转换装置的构型设计、性能分析、参数优化及样机设计等问题展开研究,主要研究内容如下:对海浪发电装置进行总体规划和设计,确定了将三自由度并联机构作为波浪能量转换装置的能量采集、转换机构,利用GF集（Generalized function set）理论综合出了22种具有二维转动和一维移动的三自由度并联机构,提出了波浪能量转换装置的构型评价指标,对综合出的机构进行构型评价,设计了上下对置型和外伸偏置型波能装置的能量转换机构。对波浪能量转换装置的浮子进行了运动学分析,利用Froude-Krylov理论建立了竖直圆柱体、长方体和半球体三种形状浮子的波浪力（力矩）模型,给出了浮子的垂荡与纵摇耦合运动方程,采用切片理论方法确定了水动力系数,进而对运动方程进行求解。建立浮子能量采集效率与浮子形状、尺寸间的关系,设计了浮子形状和尺寸参数,为波浪能量转换装置的运动学及动力学分析提供依据。提出了一种基于3-RPS/3-SPS并联机构的上下对置型波浪能量转换装置,对装置机构进行了位置、速度和加速度反解分析,利用结构约束条件分析了机构的工作空间,并对运动学模型进行仿真验证;对上下对置型波能装置机构进行了受力分析,利用波浪力作用下杆件变形量间的协调关系建立动力学补充方程,基于达朗贝尔原理对机构进行逆动力学建模,求解了机构分支作用力和关节作用力,通过仿真验证了所建立的动力学模型的正确性。提出了一种基于1-PqU/3-RUS并联机构的外伸偏置型波浪能量转换装置,建立了装置机构的位置反解模型,利用边界搜索法确定了浮子的工作空间,建立支链与动平台末端之间的速度、加速度映射关系,并对运动学模型进行仿真验证;对外伸偏置型波能装置机构进行受力分析,利用支链杆件的受力变形量间的协调关系建立动力学补充方程,采用牛顿欧拉法对机构进行了逆动力学建模,求解了机构支链上末端摆杆的被动力矩和关节作用力,通过仿真验证了所建立的动力学模型的正确性。提出了波能装置的有效工作空间、全域运动学性能、输出功率及运动副约束反力等性能评价指标;针对两种形式的波能装置,基于性能评价指标利用归一化加权求和法实现机构的多目标结构参数优化设计,分别确定了两种波能装置综合性能较优的结构参数;将三自由度波能装置与单自由度波能装置进行对比分析,确定了上下对置型波能装置与外伸偏置型波能装置各自的应用场合,验证了三自由度波能装置在发电能力上所具有的优势。为了应对不同海域的工况要求,重新设计了基于串并混联机构的外伸偏置型波浪能量转换装置,用5R并联机构和连杆传递机构替代浮子中心的虎克铰和3-RUS机构,使其具有不同的运动性能。对改进后的外伸偏置型波能装置进行了运动学及动力学分析,仿真验证了理论推导的正确性;设计了上下对置型波能装置和外伸偏置型波能装置的样机,对海浪发电装置进行了整体结构设计和布局规划,研制了外伸偏置型波能装置试验样机。本文的研究内容为基于并联机构的海浪发电装置开发与实际应用奠定了理论基础,对拓展海浪发电技术应用领域具有重要的意义。
邾志伟[8]（2020）在《悬挂轨道式多维振动时效机器人设计与研究》文中认为振动时效技术常被应用于消除金属焊接制造过程中产生的焊接变形和焊缝缺陷,是消除铸造或焊接件残余应力的有效方法,将振动时效处理方法用来减小和消除新能源汽车全铝车身焊接结构件残余应力,可以有效避免因产生的焊接变形和焊缝缺陷造成车体焊接失效,车体报废的情况。本文设计了一种悬挂轨道式多维振动时效机器人,可以显着提高工业生产的自动化程度,高效处理新能源汽车结构件及相关铸件的残余应力。论文针对悬挂轨道式多维振动时效机器人的结构特性以及新能源汽车生产过程中的要求,对机器人进行结构设计与相关的理论分析,研究内容如下:介绍了机器人技术和多维振动时效技术的研究现状,运用TRIZ理论对现有振动时效进行系统和因果分析,对振动时效机器人的并联工作臂进行机构构型优选,得到满足设计要求的机器人结构,根据机构拓扑结构设计理论对并联工作臂进行自由度计算并在多体动力学仿真软件ADAMS中验证,结果表明理论计算与仿真结果相同。利用ANSYS、ADAMS仿真软件对多维振动时效机器人进行静力学仿真、模态仿真,得到机器人的应力和变形云图,前6阶模态和振型,通过仿真发现结构中存在的不合理之处,对关键零部件进行结构的优化,验证设计方案的合理性。运用D-H参数法进行正运动学建模,然后用数值法进行求解,得到并联工作臂杆长随参数变化的关系式,导入MATLAB中得到杆长随动平台位姿参数角度φ变化之间的运动关系曲线,在多体动力学仿真软件ADAMS中进行并联工作臂的运动学和动力学仿真,得到动平台质心的位置随时间变化的曲线及驱动力矩变化曲线图,将该曲线与ADAMS中的运动学仿真结果曲线相比较,验证了理论计算与仿真分析过程的准确性。对悬挂轨道式多维振动时效机器人进行工作空间分析,通过MATLAB仿真得到振动时效机器人的并联工作臂和机器人整体的工作空间,为多维振动时效机器人的应用提供理论基础。
肖帆[9]（2020）在《复杂多关节工业机器人逆解算法研究》文中研究表明机器人逆运动学问题一直是机器人学中的研究热点,也是实现机器人离线编程、迹规划、运动控制等操作的基础。机器人逆运动学的求解方法有几何法、迭代法、代数法和智能算法。几何法难以单独用于复杂结构机器人的逆运动学求解,普适性较弱。迭代法的结果容易受初始值和雅可比矩阵奇异性的影响,算法计算量大,不适合实时控制。代数法可以求得非冗余机器人的所有解,并且当6R机器人的设计满足球腕结构时,可用该方法得到解析解,但是代数法需要进行复杂的消元变换,求解过程十分繁琐。同迭代法和代数法相比,智能算法无需推导复杂的逆运动学公式,只需建立目标函数在关节空间内搜索合适的解即可,但是该类算法难以有效地解决机器人逆运动学多解的问题。针对该问题,本文提出了基于唯一域求逆运动学多解的方法:利用机器人的雅克比矩阵行列式等于0确定的边界,将机器人的关节空间划分为与逆运动学多解数目一致的唯一域;各唯一域的边界作为约束条件,将唯一域内的逆运动学求解转化为CMA-ES算法的有约束寻优;利用佳点集均匀分布性的特点,优化唯一域中CMA-ES算法求解的初始均值点。仿真实验中,成功求得了球腕6R机器人和KUKA仿人臂的8组逆解,机器人的位置精度均能达到10-5mm。随着机器人应用的不断扩展,产生了一些新型结构的机械臂,复杂的运动结构使得难以确定唯一域边界。因此本文提出了一种新的M-CMA-ES算法,用于解决一般6R机器人和冗余机器人的逆解:将机器人关节运动限制范围,作为约束条件进行优化;针对CMA-ES算法只能无约束寻优,分别对初始均值点生成和步长更新做出了改进;仿真结果表明:在计算速度、求解精度和鲁棒性上,本文所提的M-CMA-ES算法均优于GA;与原CMA-ES相比,M-CMA-ES收敛速度更快,求得的解在约束条件范围内;M-CMA-ES平均10ms/次以内的求解速度和10-5mm级别的位置误差,为任意6R机器人和冗余机器人高精度、实时求逆运动学解,提供了有效的解决方案。代数法对具有球形手腕的机械臂逆向运动学分析有完整的方法,但推广至非球形手腕情况时,十分复杂且缺乏几何直观意义。文中提出一种利用分解—重构技术求非球腕6R工业机器人逆解的新方法,旨在利用分解位置之间的几何关系简化消元过程。首先利用指数积公式的变形,说明了n自由度机器人的可分解性,以及重构连接的通用几何约束条件;然后以Fanuc P-200E机器人为例,给出了非球腕6R工业机器人的分解方法及重新连接的几何约束条件。以满足约束条件为目的,得到了只含θ6的非线性封闭方程,以及其它关节角关于θ6的求解公式,推导过程具有更直观的几何意义。最后使用二值法对只含θ6的非线性方程求解,仿真结果表明:应用提出的方法,算法运行一次的求解时间少于0.4ms,计算位姿误差在10-12mm,满足实时、高精度及稳定性的要求。
石建平[10]（2020）在《基于群智能优化算法的冗余机械臂运动学逆解研究》文中研究指明对于几何结构不满足Pieper准则的冗余机械臂,其运动学逆解只能用数值解法来求解,不能用封闭解法获得。而常规的数值迭代法常常面临计算量大、存在累积误差以及对于奇异位形无法求解的问题。针对这些问题,当前应用群智能优化算法求解冗余机械臂运动学逆解已取得了良好的研究进展,但还存在算法收敛速度慢、收敛精度不高以及容易陷入局部最优等不足。为有效改善冗余机械臂逆运动学问题的求解质量,本文对典型的群智能优化算法即粒子群优化算法（PSO）、克隆选择算法（CSA）以及果蝇优化算法（FOA）进行改进研究,具体的主要研究工作如下:（1）PSO算法的改进研究及其冗余机械臂逆运动学求解。提出两种改进的PSO算法,即综合改进的粒子群优化算法（CIPSO）和混合变异粒子群优化算法（HMPSO）。CIPSO算法从种群的初始化、惯性权重调整策略、差分变异操作的引入、粒子位置与飞行速度的越界处理、局部变尺度深度搜索等多方面对PSO算法进行综合的改进;HMPSO算法采用了带有随机因子的惯性权重更新策略,并引入了混合变异进化环节。将改进的PSO算法用于解决7自由度冗余机械臂的逆运动学问题,试验结果表明:CIPSO和HMPSO算法都获得了较好的位置逆解寻优成功率,而其位姿逆解的寻优成功率分别为21%和65%。（2）CSA算法的改进研究及其冗余机械臂逆运动学求解。提出具有双层协同进化机制的两种改进CSA算法,即双层协同进化克隆选择算法（BCECSA）和改进的双层协同进化克隆选择算法（IBCECSA）。改进CSA算法的每一层使用不同的寻优进化方案,并通过信息共享实现了层间的协同进化,形成层内竞争与层间协作的进化模式。BCECSA与IBCECSA尽管采用了相同的算法框架,但两者的进化算子以及执行免疫操作的对象不同。将改进的CSA算法用于冗余机械臂运动学逆解的求解,试验结果表明:BCECSA和IBCECSA算法都获得了理想的位置逆解寻优成功率,而其位姿逆解的寻优成功率分别为25%和83%。（3）FOA算法的改进研究及其冗余机械臂逆运动学求解。提出了两种改进的FOA算法,即双策略协同进化果蝇优化算法（DSCFOA）及混合变异果蝇优化算法（HMFOA）。DSCFOA采用佳点集方法对果蝇种群进行初始化以及引入种群精英领导层来集体引导果蝇个体的寻优搜索,并采用了双策略混合协同进化方案;HMFOA算法则采用了多策略混合变异的嗅觉搜索机制以及动态实时更新的视觉搜索方案。将DSCFOA和HMFOA算法用于解决冗余机械臂的逆运动学问题,试验结果表明:DSCFOA和HMFOA算法同样都获得了很好的位置逆解寻优成功率,且其位姿逆解的寻优成功率分别高达86%和96%。本文对基于群智能优化算法的冗余机械臂运动学逆解求解方法进行了较系统的研究,针对PSO、CSA及FOA算法的不足,提出了相关的改进算法,特别是,HMPSO算法获得了最快的位置逆解寻优速度,而HMFOA算法获得了最高的位姿逆解寻优成功率。
二、一般6R机器人的位置反解与运动仿真（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一般6R机器人的位置反解与运动仿真（论文提纲范文）
（1）基于倍矢量和倍矩阵的机构运动学分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 对偶数、对偶矢量和对偶矩阵国内外研究现状 |
| 1.2.2 对偶四元数国内外研究现状 |
| 1.2.3 倍四元数国内外研究现状 |
| 1.2.4 6自由度串联机械手逆运动学求解的国内外研究现状 |
| 1.3 本论文的研究内容和结构 |
| 第二章 倍矩阵新理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 倍矩阵 |
| 2.2.1 倍矩阵新理论的预备知识 |
| 2.2.2 倍矩阵新理论的推导 |
| 2.2.3 倍矩阵表示与其他空间位移表示之间的关系 |
| 2.2.4 基本变换矩阵的倍矩阵表示 |
| 2.3 Sylvester结式消元法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 具有16解的6自由度串联机械手运动学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于倍矩阵法建立串联机械手运动学数学模型 |
| 3.3 一般6R串联机械手逆运动学分析 |
| 3.3.1 6R串联机械手逆运动学新算法综述 |
| 3.3.2 倍矩阵形式的运动学封闭方程 |
| 3.3.3 封闭方程组的代数消元求解 |
| 3.3.4 数值实例 |
| 3.3.5 基于SolidWorks的6R串联机械手仿真验证 |
| 3.4 一般1P5R串联机械手逆运动学分析 |
| 3.4.1 1P5R与6R串联机械手逆运动学新算法之间的差异 |
| 3.4.2 1P5R串联机械手逆运动学新算法综述 |
| 3.4.3 1P5R串联机械手建模和代数消元求解 |
| 3.4.4 数值实例 |
| 3.4.5 基于SolidWorks的1P5R串联机械手仿真验证 |
| 3.5 4R1C串联机械手逆运动学算法 |
| 3.5.1 4R1C串联机械手代数消元求解 |
| 3.5.2 数值实例 |
| 3.5.3 基于SolidWorks的4R1C串联机械手仿真验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 其他6自由度串联机械手的逆运动学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 2P4R串联机械手逆运动学算法 |
| 4.2.1 2P4R串联机械手代数消元求解 |
| 4.2.2 数值实例 |
| 4.3 3P3R串联机械手逆运动学算法 |
| 4.3.1 3P3R串联机械手代数消元求解 |
| 4.3.2 数值实例 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 特殊尺寸6自由度串联机械手的逆运动学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 6R喷漆机械手的逆运动学分析 |
| 5.3 PUMA机械手的逆运动学分析 |
| 5.4 医用1P5R串联机械手的逆运动学分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（2）基于旋量的并联变胞机构结构学与运动学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景以及意义 |
| 1.2 发展与国内外研究现状 |
| 1.2.1 并联机构的发展与研究现状 |
| 1.2.2 变胞机构的发展与研究现状 |
| 1.2.3 并联变胞机构的发展与研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及结构安排 |
| 第二章 变胞机构构态变换分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 变胞机构构态描述方法 |
| 2.2.1 变胞机构的拓扑图表示法 |
| 2.2.2 运动副旋量编码邻接矩阵表示法 |
| 2.3 运动副旋量编码关联矩阵 |
| 2.4 运动副旋量编码关联矩阵的运算规则 |
| 2.5 运动副旋量编码关联矩阵的应用实例 |
| 2.5.1 复铰变胞机构的应用实例 |
| 2.5.2 3RPS并联变胞机构的应用实例 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 并联变胞机构4(MT)P(MT)的结构学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 新型(MT)P(MT)变胞支链的设计 |
| 3.3 并联变胞机构4(MT)P(MT)的构态分析 |
| 3.3.1 四自由度构态 |
| 3.3.2 三自由度构态 |
| 3.3.3 二自由度构态 |
| 3.3.4 一自由度构态 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 并联变胞机构4(MT)P(MT)的运动学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 运动学分析 |
| 4.2.1 位置反解 |
| 4.2.2 位置正解 |
| 4.2.3 速度分析 |
| 4.2.4 加速度分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 并联变胞机构4(MT)P(MT)的运动性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 工作空间分析 |
| 5.2.1 工作空间影响因素 |
| 5.2.2 工作空间 |
| 5.3 奇异位形分析 |
| 5.3.1 雅可比矩阵 |
| 5.3.2 奇异性判断 |
| 5.4 灵巧度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（3）新型过约束五自由度混联机器人优化设计与样机研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 并联机构国内外研究现状 |
| 1.3 五自由度混联机器人国内外研究现状 |
| 1.4 混联机器人设计理论国内外研究现状 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 第2章 混联机器人并联机构与Exechon机构对比分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自由度和运动特性对比分析 |
| 2.2.1 Exechon机器人机构分析 |
| 2.2.2 R(2RPR)R/SP机构分析 |
| 2.3 位置正反解对比分析 |
| 2.3.1 Exechon机器人机构分析 |
| 2.3.2 R(2RPR)R/SP+RR机构分析 |
| 2.4 工作空间对比分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 混联机器人尺度优化与受力分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 R(2RPR)R/SP并联机构尺度优化 |
| 3.2.1 并联机构尺度优化指标 |
| 3.2.2 并联机构尺度优化过程 |
| 3.3 R(2RPR)R/SP并联机构受力分析 |
| 3.4 R(2RPR)R/SP并联机构受力仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 混联机器人样机设计及误差分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 R(2RPR)R/SP+RR混联机器人样机结构设计 |
| 4.3 R(2RPR)R/SP+RR混联机器人有限元分析及优化设计 |
| 4.3.1 有限元分析及刚度对比 |
| 4.3.2 基于有限元结果的优化设计 |
| 4.4 混联机器人尺寸参数测量及误差分析 |
| 4.4.1 分支转动副平行检测方法 |
| 4.4.2 动平台尺寸参数测量 |
| 4.4.3 定平台尺寸参数测量 |
| 4.5 误差修正及运动学分析 |
| 4.5.1 含误差参数的混联机器人位置正反解分析 |
| 4.5.2 含误差参数的混联机器人工作空间分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 混联机器人样机搭建及实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 五自由度混联机器人样机制造 |
| 5.3 五自由度混联机器人运动学验证实验 |
| 5.3.1 动态特性实验 |
| 5.3.2 工作空间实验 |
| 5.4 五自由度混联机器人刚度实验 |
| 5.4.1 混联机器人侧向刚度测试 |
| 5.4.2 混联机器人轴向刚度测试 |
| 5.5 五自由度混联机器人精度检测及加工实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）基于CAD变量几何的机构运动学自动求解研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景 |
| 1.1.3 研究目的和意义 |
| 1.2 机构运动学研究现状 |
| 1.2.1 平面机构运动学研究现状 |
| 1.2.2 空间机构运动学研究现状 |
| 1.2.3 机构运动分析的几何法和CAD方法现状 |
| 1.3 CAD技术智能化与自动化研究概述 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 CAD变量几何法的原理及关键技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 用CAD变量几何求解机构运动学的原理 |
| 2.2.1 数学原理 |
| 2.2.2 软件中实现原理 |
| 2.3 CAD变量几何法关键技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 平面机构基于CAD变量几何自动建模研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 适用机构 |
| 3.1.2 利用VB对 Solidworks二次开发简介 |
| 3.1.3 机构搭建方案 |
| 3.2 平面机构基于CAD变量几何自动建模的技术基础 |
| 3.2.1 平面机构的基本元素 |
| 3.2.2 平面机构CAD变量几何求解模块文件的建立 |
| 3.3 平面机构的构建逻辑方法和流程图 |
| 3.3.1 机构的构建逻辑方法 |
| 3.3.2 构建平面机构的具体流程图 |
| 3.4 界面设计逻辑和应用说明 |
| 3.4.1 界面设计原则 |
| 3.4.2 平面模拟机构自动建模举例及核心代码说明 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 并联机构基于CAD变量几何自动建模研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 空间并联机构基于CAD变量几何自动建模的技术基础 |
| 4.2.1 编程方案 |
| 4.2.2 空间并联机构的基本元素 |
| 4.2.3 空间并联机构CAD变量几何求解模块的建立 |
| 4.3 并联机构的构建逻辑关系和流程图 |
| 4.3.1 并联机构的构建逻辑关系 |
| 4.3.2 构建并联机构的具体操作流程图 |
| 4.4 界面设计逻辑和应用说明 |
| 4.4.1 界面设计逻辑 |
| 4.4.2 并联模拟机构自动建模举例及核心代码说明 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于CAD变量几何的运动学自动求解 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 运动学自动求解和相关分析 |
| 5.2.1 基于CAD变量几何的平面机构运动学自动求解 |
| 5.2.2 基于CAD变量几何的并联机构运动学自动求解 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 附录 |
| 附录1 部分代码及其功能说明 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（5）一种六自由度驾驶模拟器的设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 驾驶模拟器国内外研究现状 |
| 1.2.1 驾驶模拟器的发展历程 |
| 1.2.2 国外驾驶模拟器的发展现状 |
| 1.2.3 国内驾驶模拟器的发展现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.3.1 基本要求 |
| 1.3.2 技术指标要求 |
| 第2章 六自由度驾驶模拟器位置与工作空间分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模拟器的机构布局设计及坐标系建立 |
| 2.2.1 模拟器机构布局设计 |
| 2.2.2 坐标系的建立 |
| 2.3 模拟器机构位置反解分析 |
| 2.3.1 位置反解 |
| 2.3.2 反解算例验证 |
| 2.4 模拟器机构位置正解分析 |
| 2.4.1 位置正解 |
| 2.4.2 正解算例验证 |
| 2.5 模拟器工作空间分析 |
| 2.5.1 概述 |
| 2.5.2 工作空间影响因素及确定方法 |
| 2.5.3 工作空间确定办法 |
| 2.5.4 位置工作空间求解实例 |
| 2.5.5 姿态工作空间求解实例 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 模拟器机构性能评价及尺寸参数优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模拟器机构运动和力综合性能评价 |
| 3.3 模拟器机构能效系数求解 |
| 3.4 模拟器机构几何参数优化 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 驾驶模拟器结构设计 |
| 4.1 六自由度驾驶模拟器总体方案设计 |
| 4.2 模拟器机构铰链设计 |
| 4.2.1 球铰链结构设计 |
| 4.2.2 虎克铰结构设计 |
| 4.2.3 虎克铰有限元分析 |
| 4.3 支链驱动单元设计 |
| 4.3.1 支杆驱动单元的结构设计 |
| 4.3.2 支杆移动副标准件的计算和选型 |
| 4.3.3 伺服电机的计算和选用 |
| 4.4 动平台的结构设计 |
| 4.5 六自由度驾驶模拟器的三维模型 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 六自由度驾驶模拟器动力学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 六自由度驾驶模拟器动力学模型 |
| 5.2.1 支杆运动学及动力学分析 |
| 5.2.2 运动平台运动学及动力学分析 |
| 5.2.3 牛顿欧拉法整体动力学方程 |
| 5.3 仿真算例 |
| 5.4 仿真验证 |
| 5.4.1 模型导入 |
| 5.4.2 验证方法 |
| 5.5 MATLAB&ADAMS联合仿真 |
| 5.5.1 交流同步伺服控制系统 |
| 5.5.2 电机模型建立 |
| 5.5.3 基于遗传算法的控制器参数整定 |
| 5.5.4 Simulink&ADAMS联合仿真 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）聚变堆真空室维护重载机器人CMOR若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景、意义及目的 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 课题意义及目的 |
| 1.2 遥操作国内外研究现状 |
| 1.2.1 遥操作系统的国外研究现状 |
| 1.2.2 遥操作系统的国内研究现状 |
| 1.3 机械臂系统算法研究现状 |
| 1.3.1 机械臂运动学算法概述 |
| 1.3.2 机械臂运动学参数标定算法概述 |
| 1.3.3 多自由度机械臂运动学算法概述 |
| 1.3.4 机械臂碰撞算法概述 |
| 1.4 课题来源及本文主要研究内容 |
| 1.4.1 课题来源及面临的问题 |
| 1.4.2 研究的内容 |
| 第2章 多功能重载机械臂CMOR系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CMOR系统的构成 |
| 2.3 CMOR系统的维护方式 |
| 2.4 CMOR系统的运动学研究 |
| 2.4.1 标准DH建模法 |
| 2.4.2 CMOR系统运输臂运动学 |
| 2.4.3 CMOR系统末端双臂机器人运动学 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于动态蚁群算法的CMOR运输臂运动学研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CFETR的数学模型 |
| 3.3 无约束的运输臂运动学算法 |
| 3.3.1 动态ACO算法 |
| 3.3.2 基于动态ACO的运动学算法 |
| 3.4 有约束的运输臂运动学算法 |
| 3.4.1 基于灰度值的碰撞检测算法 |
| 3.4.2 基于灰度值和动态ACO的运动学算法 |
| 3.5 仿真实验与结果 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于几何特征的CMOR末端双臂运动学参数标定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 几何特征拟合 |
| 4.2.1 法平面拟合 |
| 4.2.2 轨迹圆拟合 |
| 4.2.3 公垂线拟合 |
| 4.3 基于几何特征的运动学参数标定算法 |
| 4.3.1 利用几何法拟合圆和法向量 |
| 4.3.2 3σ法则 |
| 4.3.3 建立几何DH模型 |
| 4.3.4 运动学参数与几何特征关系 |
| 4.4 实验平台 |
| 4.5 实验结果及结论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于PCA的CMOR末端双臂碰撞感知器的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 感知器设计原理 |
| 5.3 PCA算法简介 |
| 5.4 感知器 |
| 5.4.1 logistic回归 |
| 5.4.2 优化器 |
| 5.4.3 学习率 |
| 5.5 基于PCA的碰撞感知器算法 |
| 5.6 仿真平台及感知器训练 |
| 5.6.1 matlab与vrep联合仿真平台 |
| 5.7 仿真及结论 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 总结 |
| 6.1 主要技术难点 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 未来展望 |
| 参考文献 |
| 补充材料 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（7）海浪能量三自由度并联转换装置机构学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 海洋波浪能发电研究现状 |
| 1.2.1 越浪型波能转换装置研究进展 |
| 1.2.2 振荡水柱型波能转换装置研究进展 |
| 1.2.3 振荡浮子型波能转换装置研究进展 |
| 1.3 并联机构应用与研究进展 |
| 1.3.1 三自由度并联机构应用进展 |
| 1.3.2 含有冗余支链的过约束并联机构研究进展 |
| 1.4 基于并联机构的波能转换装置研究进展 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 三自由度波浪能量转换装置构型综合 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 海浪发电装置设计 |
| 2.2.1 海浪发电系统整体设计 |
| 2.2.2 波浪能量转换装置构型设计要求 |
| 2.3 三自由度波浪能量转换装置构型综合 |
| 2.3.1 G_F集理论及构型方法 |
| 2.3.2 机构的支链组成及构型综合 |
| 2.4 波浪能量转换装置机构选型 |
| 2.4.1 并联机构构型评价指标 |
| 2.4.2 上下对置型波能装置机构选型 |
| 2.4.3 外伸偏置型波能装置机构选型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 海浪发电装置浮子运动学及尺寸优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 坐标系建立及波浪力分析 |
| 3.3 不同形状浮子的波浪力 |
| 3.3.1 竖直圆柱体浮子上的波浪力 |
| 3.3.2 长方体浮子上的波浪力 |
| 3.3.3 半球体浮子上的波浪力 |
| 3.4 浮子运动学 |
| 3.4.1 浮子运动方程的建立 |
| 3.4.2 浮子水动力系数 |
| 3.4.3 浮子运动方程求解 |
| 3.5 浮子形状及尺寸优化 |
| 3.5.1 浮子能量采集效率 |
| 3.5.2 浮子形状与尺寸优选 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 上下对置型波浪能量转换装置设计与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 上下对置型波能装置机构位置分析 |
| 4.2.1 机构描述及坐标系建立 |
| 4.2.2 机构位置反解分析 |
| 4.3 上下对置型波能装置机构工作空间分析 |
| 4.3.1 结构约束分析 |
| 4.3.2 工作空间形状分析 |
| 4.4 上下对置型波能装置运动学分析 |
| 4.4.1 机构速度映射关系 |
| 4.4.2 机构加速度映射关系 |
| 4.4.3 机构运动学仿真 |
| 4.5 上下对置型波能装置机构动力学分析 |
| 4.5.1 各构件速度及加速度 |
| 4.5.2 机构受力分析 |
| 4.5.3 机构变形协调关系及动力学补充方程 |
| 4.6 上下对置型波能装置机构动力学数值仿真 |
| 4.6.1 数值算例 |
| 4.6.2 仿真验证 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 外伸偏置型波浪能量转换装置设计与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 外伸偏置型波能装置机构位置分析 |
| 5.2.1 机构描述及坐标系建立 |
| 5.2.2 机构位置反解分析 |
| 5.3 外伸偏置型波能装置机构工作空间分析 |
| 5.3.1 结构约束分析 |
| 5.3.2 工作空间形状分析 |
| 5.4 外伸偏置型波能装置运动学分析 |
| 5.4.1 机构速度映射关系 |
| 5.4.2 机构加速度映射关系 |
| 5.4.3 机构运动学仿真 |
| 5.5 外伸偏置型波能装置机构动力学分析 |
| 5.5.1 各构件速度及加速度 |
| 5.5.2 机构受力分析 |
| 5.5.3 机构变形协调关系及动力学补充方程 |
| 5.6 外伸偏置型波能装置机构动力学数值仿真 |
| 5.6.1 数值算例 |
| 5.6.2 仿真验证 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 波浪能量转换装置尺寸优化设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 上下对置型波能装置性能分析及尺寸优化 |
| 6.2.1 机构性能分析及评价 |
| 6.2.2 上下对置型波能装置尺寸优化 |
| 6.3 外伸偏置型波能装置性能分析及尺寸优化 |
| 6.3.1 机构性能分析及评价 |
| 6.3.2 外伸偏置型波能装置尺寸优化 |
| 6.4 波浪能量转换装置对比分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 外伸偏置型波浪能量转换装置样机设计 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 机构改进与运动学分析 |
| 7.2.1 外伸偏置型波能装置机构调整 |
| 7.2.2 改进后的波能装置机构运动学分析 |
| 7.3 改进后的波能装置机构动力学分析 |
| 7.3.1 各构件速度及加速度 |
| 7.3.2 机构受力分析 |
| 7.3.3 机构动力学模型 |
| 7.4 改进后的波能装置机构数值仿真 |
| 7.4.1 机构运动学仿真 |
| 7.4.2 机构动力学仿真 |
| 7.5 波能装置结构参数对性能指标的影响 |
| 7.6 海浪发电装置样机设计 |
| 7.6.1 上下对置型波能装置设计 |
| 7.6.2 改进后的外伸偏置型波能装置设计 |
| 7.6.3 海浪发电装置总体设计 |
| 7.6.4 外伸偏置型波能装置试验样机研制 |
| 7.7 本章小结 |
| 结论 |
| 附录 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（8）悬挂轨道式多维振动时效机器人设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 消除残余应力处理方法及特点 |
| 1.1.2 振动时效的应用 |
| 1.2 机器人技术研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 并联机构的应用研究 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 悬挂轨道式多维振动时效机器人主体机构设计 |
| 2.1 基于TRIZ理论的设计 |
| 2.1.1 TRIZ理论 |
| 2.1.2 TRIZ理论解决方法 |
| 2.2 悬挂轨道式多维振动时效机器人的TRIZ理论分析 |
| 2.2.1 悬挂式轨道式多维振动时效机器人的系统分析 |
| 2.2.2 悬挂轨道式多维振动时效机器人因果分析 |
| 2.2.3 物-场模型 |
| 2.2.4 冲突矩阵 |
| 2.3 悬挂轨道式多维振动时效机器人的设计 |
| 2.3.1 总体结构设计思路 |
| 2.3.2 悬挂式多维振动时效机器人移动方式设计 |
| 2.3.3 悬挂轨道式多维振动时效机器人主体机构设计与优选 |
| 2.4 悬挂轨道式多维振动时效机器人总体方案设计 |
| 2.4.1 总体结构设计方案 |
| 2.4.2 机械臂结构尺寸设计 |
| 2.5 机器人并联工作臂拓扑结构分析 |
| 2.5.1 并联工作臂机构原理图 |
| 2.5.2 并联工作臂自由度计算 |
| 2.6 并联工作臂的自由度验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 悬挂轨道式振动时效机器人静力学与模态分析 |
| 3.1 静力学的基本概念 |
| 3.2 振动时效机器人并联工作臂静力学分析计算 |
| 3.2.1 并联工作臂理想模型静力学分析 |
| 3.2.2 并联工作臂重力作用下静力学分析 |
| 3.3 悬挂轨道式多维振动时效机器人静力学仿真与分析 |
| 3.3.1 有限元分析概述 |
| 3.3.2 悬挂轨道式多维振动时效机器人的建模与材料选择 |
| 3.3.3 悬挂轨道式振动时效机器人仿真结果分析 |
| 3.3.4 悬挂轨道式振动时效机器人优化设计 |
| 3.4 悬挂轨道式多维振动时效机器人模态分析 |
| 3.4.1 模态分析概述 |
| 3.4.2 模态仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 悬挂轨道式多维振动时效机器人运动学与动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 并联工作臂运动学分析 |
| 4.2.1 运动姿态的表示 |
| 4.2.2 运动位置和坐标表示 |
| 4.2.3 位置反解分析 |
| 4.2.4 位置反解MATLAB仿真与结果分析 |
| 4.2.5 位置正解分析 |
| 4.3 并联工作臂运动学仿真与分析 |
| 4.3.1 ADAMS虚拟样机建立 |
| 4.3.2 ADAMS中运动曲线 |
| 4.4 动力学的基本概念 |
| 4.4.1 动力学分析计算 |
| 4.4.2 动力学仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 悬挂轨道式多维振动时效机器人工作空间分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 并联工作臂工作空间求解 |
| 5.2.1 并联工作臂尺寸约束 |
| 5.2.2 动平台的位移约束 |
| 5.2.3 运动副角转角约束 |
| 5.2.4 并联工作臂工作空间分析 |
| 5.3 悬挂轨道式振动时效机器人工作空间求解 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（9）复杂多关节工业机器人逆解算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 机器人逆运动学的研究现状 |
| 1.2.1 代数法 |
| 1.2.2 智能算法 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第二章 基于指数积的串联机器人运动学模型 |
| 2.1 刚体运动 |
| 2.1.1 旋转矩阵的矩阵指数 |
| 2.1.2 刚体运动旋量的指数坐标 |
| 2.2 正向运动学 |
| 2.2.1 指数积公式 |
| 2.2.2 POE公式应用示例 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于唯一域求机器人逆运动学多解 |
| 3.1 基于唯一域求逆解思路 |
| 3.2 工业6R机器人正向运动学及适应度函数 |
| 3.3 基于螺旋运动方程求雅可比矩阵 |
| 3.4 机器人唯一域划分 |
| 3.5 CMA-ES算法求逆运动学解 |
| 3.5.1 CMA-ES算法原理 |
| 3.5.2 初始均值确定 |
| 3.5.3 逆解处理 |
| 3.6 仿真算例1 |
| 3.6.1 参数设置 |
| 3.6.2 仿真结果 |
| 3.7 仿真算例2 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 基于M-CMA-ES算法的机器人逆运动学求解 |
| 4.1 算法的改进 |
| 4.2 M-CMA-ES求非球腕工业机器人逆解 |
| 4.2.1 正向运动学 |
| 4.2.2 适应度函数 |
| 4.3 仿真实验1 |
| 4.3.1 参数设置 |
| 4.3.2 仿真结果和分析 |
| 4.4 M-CMA-ES求7自由度拟人臂逆解 |
| 4.5 仿真实验2 |
| 4.5.1 参数设置 |
| 4.5.2 仿真结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于分离—重构技术求非球腕工业机器人逆解 |
| 5.1 n自由度机器人的分解 |
| 5.2 手腕斜偏置6R机器人的分解 |
| 5.2.1 正向运动学模型 |
| 5.2.2 分解 |
| 5.3 逆向运动学求解 |
| 5.3.1 θ_1、θ_2、θ_3和θ_6的求解 |
| 5.3.2 θ_4和θ_5的求解 |
| 5.3.3 逆运动学数值解法 |
| 5.4 仿真算例 |
| 5.4.1 数值实验结果 |
| 5.4.2 实验结论 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间主要的研究成果 |
| 攻读硕士期间发表的硕士论文及参与项目 |
| 致谢 |
（10）基于群智能优化算法的冗余机械臂运动学逆解研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机器人逆运动学问题的研究现状 |
| 1.2.2 粒子群优化算法的研究现状 |
| 1.2.3 克隆选择算法的研究现状 |
| 1.2.4 果蝇优化算法的研究现状 |
| 1.3 论文的章节安排 |
| 第2章 机器人运动学基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机器人的正向运动学 |
| 2.2.1 运动学方程 |
| 2.2.2 机器人运动学正解算例 |
| 2.3 机器人的逆向运动学 |
| 2.3.1 逆运动学问题 |
| 2.3.2 机器人运动学逆解算例 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 PSO的改进及冗余机械臂逆运动学问题求解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 粒子群优化算法简介 |
| 3.3 综合改进的粒子群优化算法 |
| 3.3.1 混沌初始化 |
| 3.3.2 惯性权重的改进 |
| 3.3.3 差分变异进化 |
| 3.3.4 粒子越界处理 |
| 3.3.5 局部变尺度深度搜索 |
| 3.3.6 CIPSO算法步骤 |
| 3.3.7 基准函数测试与结果分析 |
| 3.4 混合变异粒子群优化算法 |
| 3.4.1 初始化 |
| 3.4.2 粒子群进化 |
| 3.4.3 混合变异进化 |
| 3.4.4 HMPSO算法步骤 |
| 3.4.5 HMPSO与CIPSO的对比 |
| 3.4.6 基准函数测试与结果分析 |
| 3.5 基于改进PSO的冗余机械臂位置逆解约束优化求解 |
| 3.5.1 优化目标函数与约束处理 |
| 3.5.2 仿真实验与结果分析 |
| 3.6 基于改进PSO的冗余机械臂位置逆解多目标优化求解 |
| 3.6.1 优化目标函数 |
| 3.6.2 仿真实验与结果分析 |
| 3.7 基于改进PSO的冗余机械臂运动学位姿逆解 |
| 3.7.1 优化目标函数 |
| 3.7.2 仿真实验与结果分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 CSA的改进及冗余机械臂逆运动学问题求解 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 克隆选择算法基本原理 |
| 4.3 双层协同进化克隆选择算法 |
| 4.3.1 算法进化模型 |
| 4.3.2 底层进化 |
| 4.3.3 顶层进化 |
| 4.3.4 越界处理 |
| 4.3.5 算法步骤 |
| 4.3.6 基准函数测试与结果分析 |
| 4.4 改进的双层协同进化克隆选择算法 |
| 4.4.1 底层进化 |
| 4.4.2 顶层进化 |
| 4.4.3 IBCECSA与BCECSA的异同 |
| 4.4.4 算法步骤 |
| 4.4.5 基准函数测试与结果分析 |
| 4.5 基于改进CSA的冗余机械臂位置逆解约束优化求解 |
| 4.5.1 优化目标函数 |
| 4.5.2 仿真实验与结果分析 |
| 4.6 基于改进CSA的冗余机械臂位置逆解多目标优化求解 |
| 4.6.1 优化目标函数 |
| 4.6.2 仿真实验与结果分析 |
| 4.7 基于改进CSA的冗余机械臂运动学位姿逆解 |
| 4.7.1 优化目标函数 |
| 4.7.2 仿真实验与结果分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 FOA的改进及冗余机械臂逆运动学问题求解 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基本果蝇优化算法 |
| 5.3 双策略协同进化果蝇优化算法 |
| 5.3.1 基于佳点集的种群初始化 |
| 5.3.2 双策略嗅觉搜索 |
| 5.3.3 实时视觉更新 |
| 5.3.4 越界处理 |
| 5.3.5 算法步骤 |
| 5.3.6 基准函数测试与结果分析 |
| 5.4 混合变异果蝇优化算法 |
| 5.4.1 多策略混合变异嗅觉搜索 |
| 5.4.2 动态实时视觉更新 |
| 5.4.3 越界处理 |
| 5.4.4 算法步骤 |
| 5.4.5 基准函数测试与结果分析 |
| 5.5 基于改进FOA的冗余机械臂位置逆解约束优化求解 |
| 5.5.1 优化目标函数 |
| 5.5.2 仿真实验与结果分析 |
| 5.6 基于改进FOA的冗余机械臂位置逆解多目标优化求解 |
| 5.6.1 优化目标函数 |
| 5.6.2 仿真实验与结果分析 |
| 5.7 基于改进FOA的冗余机械臂运动学位姿逆解 |
| 5.7.1 优化目标函数 |
| 5.7.2 仿真实验与结果分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 改进算法在7自由度冗余机械臂运动学逆解运算中的比较 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 冗余机械臂逆运动学问题的优化结果比较 |
| 6.2.1 位置逆解的约束优化求解效果对比 |
| 6.2.2 冗余机械臂位置逆解中的多目标优化求解对比 |
| 6.2.3 冗余机械臂位姿逆解中的无约束优化求解对比 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
四、一般6R机器人的位置反解与运动仿真（论文参考文献）
- [1]基于倍矢量和倍矩阵的机构运动学分析研究[D]. 黄起能. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]基于旋量的并联变胞机构结构学与运动学分析[D]. 杨超. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]新型过约束五自由度混联机器人优化设计与样机研制[D]. 杨帆. 燕山大学, 2021(01)
- [4]基于CAD变量几何的机构运动学自动求解研究[D]. 胡叙伟. 燕山大学, 2021(01)
- [5]一种六自由度驾驶模拟器的设计与分析[D]. 王凯. 燕山大学, 2021(01)
- [6]聚变堆真空室维护重载机器人CMOR若干关键技术研究[D]. 张涛. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [7]海浪能量三自由度并联转换装置机构学研究[D]. 赵裕明. 燕山大学, 2020(07)
- [8]悬挂轨道式多维振动时效机器人设计与研究[D]. 邾志伟. 安徽理工大学, 2020(03)
- [9]复杂多关节工业机器人逆解算法研究[D]. 肖帆. 湖南工业大学, 2020(04)
- [10]基于群智能优化算法的冗余机械臂运动学逆解研究[D]. 石建平. 南昌大学, 2020(01)