一、一种用于风洞的新型柔索驱动并联机构设计（论文文献综述）
苏程[1]（2021）在《多机协调吊运系统建模及其轨迹与防摆规划》文中指出多机协调吊运系统因其结构简单、可重组、易拆卸、模块化程度高、工作空间大及性价比高等优点,广泛应用于军用和民用等领域,可实现陆上、水中及空中的货物吊运操作。该类系统兼具柔索并联机器人和多机器人系统的特点,是并联机器人的一个重要分支。多机协调吊运系统中绳索的柔性和单向约束特性,决定了系统整体的弱刚度性、不稳定性及绝大多数情况下的欠约束性等特点,使之明显有别于单体刚性支撑并联机器人及单体柔索并联机器人,是一种新型的多机器人系统。开展多机协调吊运系统的建模、轨迹规划及防摆规划等方面的科学研究,具有重要的理论意义和实用价值。论文的主要内容如下:（1）建立了多机协调吊运系统运动学动力学模型。从多机协调吊运系统吊机基座、系统约束和对被吊运物的驱动方式等三个方面,讨论系统的分类及其特点;利用旋量理论和牛顿-欧拉法建立固定基多机协调吊运系统的广义运动学和动力学模型,分析运动学正解及逆解的存在性,并给出相应的求解方法;建立多机协调吊运系统自由基和浮动基的基座运动学和动力学模型,将基座运动学和动力学模型与固定基多机协调吊运系统的运动学和动力学模型联合,建立不同基座下的多机协调吊运系统的运动学和动力学模型。（2）以多直升机协调吊运系统为例,研究了多机协调吊运系统的运动实现问题。在保持系统基本结构参数不变的基础上,通过限定直升机的运动,将空间问题降维为平面问题,利用平衡方程和矢量封闭理论建立系统的平移和旋转运动方程;数值计算系统的运动实现过程,验证所建运动学模型的正确性。（3）分析了多机协调吊运系统工作空间并进行求解。分析了系统工作空间约束因素;针对Monte-Carlo算法在系统位置和姿态空间求解时,所得位姿工作空间出现的边界不清晰等局限性问题,对Monte-Carlo算法进行改进,优化求解过程,有效扩展了系统工作空间,可得到边界清晰的位姿工作空间。（4）研究了多机协调吊运系统运动轨迹规划。在分析多机协调吊运系统运动规划约束特点的基础上,给出系统规划整体方案;在被吊运物运动轨迹规划的基础上,提出分层式轨迹搜索策略和分步式轨迹优化方法,并以柔索拉力变化率和力位姿稳定性为优化评价指标,求得吊机末端最优轨迹,保证被吊运物在系统工作空间内能够从起始点快速、平稳地运动到目标点;以特定构型多机协调吊运系统为例,仿真验证所构建规划方法的正确性和有效性。（5）研究了多机协调吊运系统被吊运物在惯性作用下所产生的摆动问题。提出路径约束式预期控制方法,解决被吊运物快速定位问题,采用加速度规划策略防止被吊运物吊运过程中的摆动;针对多机协调吊运系统中被吊运物到达目标点或防止碰撞突遇障碍物采取紧急制动时,所产生的摆动问题,提出防摆原则及防摆策略。（6）搭建了多机协调吊运系统虚拟仿真与实体实验平台,验证了系统运动轨迹规划与防摆规划方法的正确性。采用UG、ADAMS和Matlab联合仿真技术,建立多机协调吊运系统虚拟仿真实验平台;以移动基多机协调吊运系统为例,仿真验证系统运动学、动力学模型和轨迹规划方法;建立固定基多机协调吊运系统实体实验平台,分析实验平台机械本体、电气硬件系统、上位机界面及控制应用程序等的设计方案;实验验证给定被吊运物的期望平移运动和姿态运动轨迹条件下,系统运动轨迹的跟踪能力、运动轨迹规划与防摆方法正确可行。
翟景帅[2]（2020）在《索杆混联并联机构运动学与力学分析》文中进行了进一步梳理针对刚性杆驱动和绳索驱动并联机构各自的优缺点,设计了一种索杆混联并联机器人,使两种结构优势互补,提升了并联机构的工作性能。本文主要对设计的索杆式并联机构的结构组成、运动学建模与仿真以及机构静力学和动力学进行了分析。首先,分析了柔索驱动和刚性驱动并联机构的优缺点,设计了一种索杆混联并联机器人,介绍了该并联装置的机械结构和运动方式,对机构的自由度和驱动方式进行了分析,在Solidworks软件中设计了机构的整体模型,并搭建了试验平台。其次,对索杆混联并联机构的运动学进行了分析。对Solidworks软件中的机构模型建立坐标系,应用矢量封闭原理和Newton-Raphson迭代算法得出机构的反解和正解数学模型,并对其进行了数值仿真验证。推导了并联平台的速度雅克比矩阵,利用Matlab软件数值仿真绘制了末端动平台运动过程中各驱动支链伸缩速度变化图。再次,分析了索杆混联并联平台稳定位姿状态下的受力平衡关系,得到了该装置的静力学平衡方程。利用Matlab软件对静力学数学模型进行数值仿真,并绘制出静止状态下各驱动支链受力情况随位姿变化的曲线。对索杆混联并联平台的动力学展开研究,使用牛顿—欧拉法建立了索杆式并联机构整体系统的动力学数学模型,为后续机构控制方法的实现和优化奠定了良好的理论基础。最后,在Adams软件中创建了索杆混联并联机构的仿真模型,对机构进行了运动学与静力学仿真分析,将模型仿真结果和Matlab数值仿真结果进行对比,验证了索杆式并联机构运动学分析和静力学分析的正确性和模型仿真的有效性。
王志睿[3]（2020）在《浮动基多机协调吊运系统运动精度建模及补偿》文中提出在海洋工程中,浮式起重机是海面吊运作业、海面平台安装作业等复杂海面作业任务中不可或缺的重型装备。由于船体受到风浪等因素的影响,浮式起重机在作业过程中会发生复杂的动力响应。这样不仅会使吊装的定位精度降低,同时还会产生附加动载荷,从而威胁海上吊运作业的安全,可能造成严重的工作事故。因此传统的浮式起重机在精度、效率、负载能力和安全性能等方面都无法满足海上作业日益增长的工作要求。将柔索并联机器人与浮式起重机结合,提出一种新型浮动基多机器人协调吊运系统,能够有效弥补传统船用起重机的缺陷。浮动基多机协调吊运系统不仅具有较高的负载能力,而且通过实时控制柔索并联系统,可以有效消除被吊运物的晃动,从而提高海面吊运作业的准确性、稳定性、安全性。因此基于传统的固定基多机协调吊运系统,设计浮动基多机协调吊运系统的结构形式,并对其运动学、动力学、误差模型及控制系统等基础问题进行研究,是对海洋工程设备的一次创新更是一次高技术的突破。本文首先以传统的起重船为基础,设计了具有工作空间大、灵活性高等特点的浮式机器人。并通过齐次矩阵法建立了浮式机器人的正运动学、逆运动学模型以及流固耦合动力学模型,并通过动力学模型分析其动力学响应特性,通过仿真验证了逆运动学模型。以浮式机器人为基础,设计了不同系统构型的浮动基多机协调吊运系统,描述了系统的空间构型及运动学模型。利用牛顿欧拉方程及拉格朗日方程分别建立了吊运系统的动力学模型。随后引入数学分析的思想,提出一种新的模型用于描述由于负载运动与浮基运动所产生的双向动力学耦合。并通过运动学补偿方案来消除动力学耦合对运动精度的影响。结合实例,对不同耦合情况下系统在垂向的动力响应进行了分析比较。所得结论可用于该机构的理论研究及样机研发,也可用于起重船吊物系统的动力响应研究。以固定基多机协调吊运系统和浮动基多机协调吊运系统为研究对象。基于两类系统的运动学模型,引入矩阵全微分法对两类系统进行综合误差建模。基于所得综合误差模型,对两类系统内误差源的灵敏度以及系统输出的运动时变可靠性进行了分析研究。并结合实例,利用MATLAB对各个模型进行分析求解。上述的研究结果为该机构的进一步理论研究设计及控制系统研究奠定了基础,同时也为绳牵引并联系统的研究以及起重船吊物系统的动力响应研究提供了新的思路。
任杰[4]（2019）在《基于绳索驱动的仿下颌运动机构设计与分析》文中研究表明仿下颌运动机器人在牙科学、食品科学、生物力学和医疗康复等领域具有广泛应用价值。针对现有仿下颌运动机器人仿生性不足,为提高仿下颌机构的仿生性,更能真实再现人体下颌运动,本文基于人体口颌系统冗余驱动特性、下颌动作变刚度特性、人体肌肉单向拉力特性以及咀嚼肌附着点位置,提出一种基于绳索冗余驱动的仿下颌运动机构,并完成对该机构的运动学、力封闭工作空间、动力学、力优化分配和控制等相关工作。首先,根据人体下颌的仿生机理,确定采用绳索牵引的方式来模拟人体下颌主要的三组咀嚼肌（咬肌、颞肌和翼外肌）,采用点接触高副模拟人体颞下颌关节（Temporomandibular joint,TMJ）;基于人体下颌解剖学特征参数,对绳索与上下平台的连接位置和点接触高副（Higher kinematic pair,HKP）结构进行参数设计;选用气动人工肌肉作为该机构的驱动器,并完成系统的整体设计。本文设计的仿下颌运动机构具有冗余驱动、变刚度、结构紧凑等仿生特点。其次,对基于绳索驱动的仿下颌运动机构进行了自由度分析、运动学逆解和雅克比矩阵推导;为研究绳索单向力特性与位形之间的关系,对该机构进行了力封闭空间求解与分析;利用多体系统动力学仿真平台Adams建立该机构虚拟样机模型,进行下颌功能性运动（开闭运动、前后运动、侧方运动）的轨迹规划与运动仿真。仿真结果分析表明,绳索长度变化与人体咀嚼肌伸缩具有相似性,对研究人体下颌进行功能性运动过程中咀嚼肌的伸缩变化和受力情况具有重要作用。然后,采用第一类拉格朗日方程对该仿下颌机构进行了动力学建模;以绳索驱动功率L1范数和L2范数最小两种优化目标分别进行了驱动力优化分配求解;提出了采用一种投影神经网络的驱动力优化分配求解方法,将驱动力优化分配问题转化为投影神经动力学问题。数值计算结果表明,以绳索驱动功率L2范数最小为优化目标得到的最大瞬时驱动拉力减小约44%和最大瞬时驱动功率减小约36%,可提高机构的力学性能和承载能力;针对本文的力优化分配问题,投影神经网络求解方法比常规优化求解方法（内点法、序列二次规划和有效集法）有更高的求解计算效率,且随着并行计算的发展,具有更广泛的应用前景。最后,对该仿下颌机构设计了PD控制、增广PD控制和基于RBF网络逼近的自适应控制三种控制律,并简述了RBF网络和基于RBF网络逼近的自适应控制律的设计过程。分别在通过S函数描述仿下颌机构的动力学方程下,使用PD控制和增广PD控制两种控制律;在Adams中建立机构虚拟样机模型下,使用增广PD控制和基于RBF网络逼近的自适应控制两种控制律。两组仿真结果表明,在动力学精确建模下,增广PD控制较PD控制的跟踪误差更小,绳索的驱动拉力更理想;在动力学不精确建模下,基于RBF网络逼近的自适应控制的跟踪误差整体好于增广PD控制,但在仿真初始阶段,绳索驱动拉力抖动更加明显。
宋达[5]（2019）在《柔索驱动微重力环境模拟作业训练机器人构型及控制研究》文中研究指明载人航天不仅仅可以扩大人类活动范围,而且是对太空资源开发、利用的重要手段,对于一个国家的经济、科技和政治等发展都起到至关重要作用,所以世界各国对其都很重视。然而,空间站上的微重力环境与地球上的重力环境有很大不同,虽然物体没有重力,但是物体的惯性力依然存在,这将给习惯于重力环境中生活的航天员在空间站上带来一定的操作危险性。为此,需要在地面上对航天员进行微重力操作训练使其提前适应空间站上的环境。微重力环境模拟作业训练机器人是一种将VR设备与柔索并联机器人结合使用的机器人,通过VR给航天员提供空间站环境的听觉和视觉临场感,柔索并联机器人给航天员提供微重力环境操作训练的力觉临场感。该机器人可以模拟航天员在微重力环境中操作不同质量物体,带来和空间站环境中操作相同质量物体同样的力觉感受,这对于推动虚拟现实及临场感的技术进步、拓宽机器人技术的应用领域、促进我国航天科技发展有重要意义。本论文在国家自然科学基金项目:航天员虚拟作业训练机器人及协同控制技术研究（61773007）的资助下,针对现有模拟微重力环境装置复杂、训练准备时间长、训练时间短、交互力小等问题,探索通过柔索驱动并联机器人模拟微重力环境中的物体来训练航天员的操作感受,对机器人构型和工作空间、柔索张力分配、柔索驱动单元控制策略、机器人力觉交互及控制四个关键技术展开理论分析和实验研究。具体研究工作包括:首先,介绍了目前模拟微重力环境技术现状及虚拟环境模拟作业训练机器人技术现状,分析航天员空间站的主要操作任务,通过对常规作业任务分析,确定航天员空间站内和空间站外的手臂的典型作业动作为推送物体、收回物体、碰撞物体、扭转物体,并根据作业指标确定机器人的主要设计指标和设计要求;经过优化确定机器人的固定平台及末端执行器的最初尺寸;确定满足作业要求的空间模式机器人构型和平面机器人构型;确定机器人的总体控制方案、电机驱动器、通讯方案。其次,对于平面构型机器人提出了分析柔索与末端执行器干涉的力螺旋可行工作空间算法;优化了机器人的末端执行器上柔索铰接点位置,确定了机器人的最佳布局方式;优化一种用于平面构型机器人的1驱动冗余的柔索张力分配策略,仿真验证了该策略的可行性。提出分析空间构型机器人的柔索之间及柔索与末端执行器表面之间干涉的力螺旋可行工作空间求解算法;优化了机器人的末端执行器尺寸,可使机器人的力螺旋可行工作空间最大;分析柔索布局对力螺旋可行工作空间的影响,确定了工作空间最大时的柔索布局;确定了三种布局方式末端执行器具有的最大姿态角,确定机器人的最佳构型;为提升机器人在力螺旋可行工作空间内控制的实时性,优化一种用于空间构型机器人的2驱动冗余的柔索张力分配算法。第三,确定柔索驱动单元的传递函数,分析多余力减少方法,设计了干扰观测器。分析有无干扰观测器的PI控制策略对柔索驱动单元主动加载、被动加载精度的影响,仿真和实验验证有干扰观测器的PI控制提升了系统加载精度;分析有无干扰观测器的复合控制对柔索驱动单元主动加载、被动加载精度的影响,仿真和实验验证有干扰观测器的复合控制提升了系统加载精度。对比了两种控制策略对提升系统加载精度的优劣,最终确定使用复合控制结合干扰观测器的控制策略。第四,建立虚拟物体在二维空间和三维空间微重力环境中的动力学模型;建立了微重力环境模型和人与虚拟环境交互模型;根据机器人的力觉交互要求,建立了机器人的控制策略,使微重力环境模拟作业训练机器人能够逼真的模拟微重力环境中物体的运动特性及力学特性;通过仿真分析平面构型机器人和空间构型机器人自由运动模型、碰撞模型的准确性、交互力加载的准确性。最后,以dSPACE半物理仿真平台为基础在直线滑轨模拟微重力环境、平面二柔索机器人模拟的微重力环境、平面四柔索模拟的微重力环境中进行了各种训练模式实验;进行平面二柔索机器人模拟微重力环境实验,将实验结果与直线滑轨模拟的微重力环境中操作真实质量物体时手臂的感受对比,分析柔索张力分配情况,验证柔索张力分配策略和控制策略的有效性;平面四柔索机器人模拟微重力环境实验,实验结果进一步验证柔索张力分配策略、控制策略的有效性,平面构型的微重力环境模拟作业训练机器人用于航天员作业训练的合理性。
朱冠亚[6]（2019）在《三自由度绳驱并联机器人运动控制研究》文中提出近年来,伴随着科学技术与应用的高速发展,针对并联机器人的开发和研究日益增加,在这之中绳驱并联机器人在各种领域中拥有重要的开发价值,越来越的应用于实际项目中。本文结合舞台表演的开发需求,以一种三自由度绳驱并联机构为研究对象,主要对此机构的运动学、动力学、索力优化、工作空间求解问题进行了研究,并对该机构的控制系统进行了设计。主要研究内容如下:首先,以五米规模三自由度绳驱并联机构为研究对象,在不考虑绳索重力的情况下建立了并联机构的运动学模型,对机构运动学正反解进行了分析,求解出了绳索长度变化和末端执行器位置间的关系;对末端执行器的启停运动以点对点的五次多项式插值方式进行轨迹规划,以保证启停的平滑与稳定;使用牛顿-欧拉法推导出了动力学平衡方程,给出索力求解方法,针对索力求解不唯一问题,采用四种不同的优化方式对冗余索力的优化分配问题进行了研究;并结合实例通过MATLAB对正反解算法、启停轨迹规划、索力优化进行了仿真验证分析。然后,根据绳驱并联机构绳索的特性,阐述了力封闭和力可行两种工作空间的定义,给出一种基于降维理论的数值方法对绳驱并联机构的力可行工作空间进行了求解,通过实例在MATLAB中对力可行工作空间进行了求解。其次,对控制策略与控制算法分别进行了选择与分析,提出了一种加入刚体补偿和PID控制器的运动学位置控制方式,根据控制策略设计了系统总体方案,详细说明了硬件组成和功能;对控制系统功能进行了模块化分类,主要在Simulink中编写了运动控制程序;运用Stateflow建立了运动轨迹模型库;利用RTW下的x PC功能搭建了实时系统控制平台;基于Lab VIEW环境下完成了人机交互界面的设计与开发。最后,搭建了5米缩比的模型实物,并在模型实物上进行系统功能以及轨迹跟踪性能实验,试验结果验证了绳驱并联机构控制系统的合理性和有效性。
白迎冬[7]（2019）在《并联柔索驱动摇摆试验系统关键技术研究》文中提出随着科学技术的不断进步,工业化生产的发展速度越来越快,人们对机械设备的安全性和可靠性也提出了更高的要求。为了尽量避免运行过程中由于异常工况造成的事故或损害,设备出厂前都要进行真实工况的模拟测试,降低事故率。本文所设计的并联柔索驱动摇摆试验系统通过模拟船舶、吊盘、龙门吊等在风载或其他外界因素影响下产生的两自由度摇摆运动,给实际的生产设计过程提供参考。目前对摇摆台的研究多集中在刚性驱动的并联机构,而随着并联柔索机器人的发展,柔索驱动的并联机构在许多工程领域引起了广泛关注。本文主要设计了一种并联柔索驱动摇摆试验系统,详细介绍了摇摆试验台的分析设计过程,并搭建系统样机模型验证设计的合理性、可靠性。首先,本文基于摇摆台的结构形式及牵引驱动方式,考虑试验技术指标,确定了试验系统柔索牵引驱动的摇摆模拟方式。定性分析了柔索牵引摇摆平台的运动特性,验证了方案可行性。建立了试验系统摇摆台的机械结构模型,分析了系统基础框架的静力学承载特性。同时确定了并联柔索驱动摇摆试验系统的自由度及欠约束特性,为系统运动学分析奠定了基础。然后,本文对系统摇摆试验台的运动学特性进行了深入研究。针对摇摆试验台的结构形式,建立了系统逆向运动学模型,分析了摇摆台的位置逆解及速度逆解。由于系统结构的欠约束特性,摇摆台在运动过程中会产生位置偏移,影响摇摆工况的模拟。依据力螺旋平衡及几何约束条件建立了摇摆台的前向运动学模型,分析了不同实验参数下电机正弦驱动位移幅值时平台极限位姿的变化情况,选择合适的实验参数,减小了平台的位置偏移,提高了摇摆台的模拟精度。建立了摇摆台Adams运动学仿真模型,验证理论分析的正确性。分析了摇摆台两轴转动的耦合性及运动控制精度,为系统的运动控制奠定了基础。最后,基于并联柔索摇摆台的机械结构,构建了并联柔索驱动摇摆试验系统的样机模型,对系统的机械结构搭建及控制系统软、硬件设计进行了详细说明。提出了摇摆台的运动控制策略,进行了平台的点动、连续摆动实验,与运动仿真结果对比,验证了系统设计的正确性。结果表明所设计的摇摆台试验系统可以满足技术要求,为实际工程应用提供了参考。
朱帅飞[8]（2019）在《柔索驱动并联机构末端轨迹的视觉检测方法》文中研究表明柔索驱动并联机构采用绳索取代连杆成为机构的牵引装置,具有模型简单、工作空间大以及价格便宜等优点,因此近些年来被越来越多的学者关注和研究。柔索驱动并联机构末端执行器的运动状态研究是反映机构运动状态的一个重要指标,是机构简化、故障诊断的参考依据。它的检测精度是衡量机构结构性能的一个重要方面,需要确保末端执行器达到预定的运动状态。因此,开展柔索驱动并联机构末端轨迹视觉检测方法的应用研究具有重要的意义。本文对运动目标跟踪算法进行了深入探讨。论文详细介绍了CamShift算法检测跟踪原理,针对传统算法需要手动设置初始搜索窗口以及运动目标跟踪稳定性不高这两个问题,在传统的CamShift跟踪算法的基础上对其进行了改进,并利用改进后的算法对柔索驱动并联机构末端执行器进行了跟踪检测实验。实验结果表明:改进后的CamShift算法成功实现了初始搜索窗口的自动化,并且能够稳定有效地对运动目标进行跟踪检测。本文对运动目标定位算法进行了深入研究。论文分析了传统的Zernike矩亚像素边缘定位算法的定位原理,在此基础上将传统的Zernike算法和迭代法相结合提出了一种新的基于改进Zernike矩的亚像素边缘定位算法,并对该算法产生的误差进行了分析和补偿。通过仿真实验对提出的改进算进的性能进行研究,仿真结果表明:改进后算法的检测精度和稳定性要优于传统算法以及其它两种常见的定位算法。设计了视觉检测实验平台的总体方案,根据总体方案完成了视觉检测实验平台硬件设备的选型及安装、控制软件的开发。利用搭建的视觉检测实验平台对柔索驱动并联机构末端轨迹进行了检测实验,并对误差的来源进行了分析。实验结果表明:在相同的实验环境下,机构末端执行器的运动轨迹越复杂,视觉检测得到的目标轨迹的实际值与理论值之间的误差越大;从检测方式上看,本文改进算法检测精度要高于传统算法的检测精度,可以更加准确的对末端执行器的运动状态进行检测。
王宁[9]（2019）在《柔索驱动并联3D打印机设计、刚度分析及试验研究》文中指出3D打印技术是当前国内外机器人领域、先进制造等领域研究的热点之一,作为第三次工业革命的重要生产工具,3D打印技术在未来将会取得长足的进步。3D打印机作为实现3D打印技术的载体,多年以来都以传统的串联或并联结构为主,串并联机构各有各的的优缺点,柔索驱动并联技术的发展为3D打印机的结构提供了全新的选择,并且能避开传统串并联机构的缺点,因此本文设计了一种新型柔索驱动并联3D打印机。本文对柔索驱动并联3D打印机系统进行了基础性研究:机构设计、运动学与动力学分析、刚度与稳定性分析、仿真分析与试验研究。针对3D打印机实际工作的需要,所设计的柔索驱动并联3D打印机由柔索驱动模块、随动张紧模块、送料模块、打印头模块、热床与机架等级部分组成,通过柔索平行四边形原理限制打印头的转动自由度,实现打印头三自由度移动的打印操作,随动张紧模块的存在使得机构成为完全约束的柔索驱动并联机构;通过矢量封闭原理与柔索长度约束,建立打印机的运动学模型,通过牛顿-欧拉法建立打印机的动力学模型;打印喷头工作的稳定性对打印精度有着重要的影响,从定义出发建立了打印机的静刚度模型,由于刚度矩阵在衡量系统稳定性时具有一定的局限性,在系统静刚度的基础上提出一种能表征系统稳定性能的指标,可以便捷的分析打印机系统的稳定性;为了验证理论分析的正确性,对打印机进行运动学与动力学模型、刚度模型以及稳定性指标进行仿真分析,搭建柔索驱动并联3D打印机样机试验平台,进行空行程精度试验与实际打印测试,通过仿真结果与试验结果的对比,表明理论分析的正确性以及柔索驱动并联3D打印机的可行性。
周宇[10]（2019）在《微重力环境物体运动特性模拟机器人控制研究》文中指出由于太空中的微重力环境,使得航天员在太空中完成作业任务与在地面重力作用的环境中很不一样,太空的微重力环境会影响航天员工作能力的发挥。本文研究一种绳索牵引的机器人,模拟物体在微重力环境下的运动,研究机器人的运动特性和控制策略。分析国内外微重力模拟技术和柔索牵引并联机器人的研究现状,针对机器人的功能要求,结合人体手臂的结构和运动特性,设计机器人的构型方案。经过机器人工作空间和静力学分析确定机器人的构型,经过刚度分析确定机器人动平台和定平台的尺寸。并根据机构的特点设计总体控制方案。简化人体手臂机构的模型,通过闭环矢量法求手臂末端的位置正解和位置逆解,通过Simulink对人体手臂机构进行运动学仿真,得到肩关节和肘关节的转角变化曲线。对机器人进行运动学分析和仿真,得到动平台位姿与四根柔索长度变化之间的关系。并对人机系统进行运动学分析和仿真。对人体手臂进行动力学分析与仿真,研究物体的运动状态与手臂各个关节作用力矩之间的关系。对机器人进行动力学分析,得到动平台的加速度与柔索的拉力之间的关系。对柔索进行力优化设计,比较最小方差优化算法和最小范数优化算法两种算法得到的绳索拉力的值。然后对人机系统进行动力学仿真。建立驱动单元的模型,采用速度位置双闭环控制方法,对机器人进行位置控制策略研究和仿真。然后分前向通道力控制策略和多余力控制策略两个方面对力控制方法进行了分析和仿真。在前向通道控制策略里,比较力的单闭环和速度、力双闭环控制方式的控制效果。并分别基于力的单闭环控制方式和基于速度和力的双闭环控制方式设计多余力控制器。基于力的单闭环控制方式设计前馈控制器,基于速度和力的双闭环控制方式设计局部反馈控制器,补偿柔索末端速度带来的扰动。并用Matlab/Simulink进行仿真分析,分析不同加载频率下的多余力曲线和力的跟随曲线,比较两种多余力控制策略的控制效果。对机器人系统的力控制策略进行仿真分析。并分析非线性因素和驱动单元参数对系统的影响。实验验证单柔索驱动单元主动加载的控制策略,比较两种控制策略的跟随性强弱。对两根柔索驱动单元被动加载的控制策略进行实验验证,验证控制策略的可行性。
二、一种用于风洞的新型柔索驱动并联机构设计（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、一种用于风洞的新型柔索驱动并联机构设计（论文提纲范文）
（1）多机协调吊运系统建模及其轨迹与防摆规划（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 柔索并联机器人研究现状 |
| 1.2.2 多机协调吊运系统研究现状 |
| 1.3 存在的问题 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 多机协调吊运系统运动学和动力学分析与求解 |
| 2.1 多机协调吊运系统构型分类 |
| 2.1.1 按吊机基座分类 |
| 2.1.2 按约束性分类 |
| 2.1.3 按驱动方式分类 |
| 2.2 多机协调吊运系统运动学分析 |
| 2.3 多机协调吊运系统运动学解的讨论 |
| 2.3.1 运动学正解问题 |
| 2.3.2 运动学逆解问题 |
| 2.4 多机协调吊运系统运动学求解方法 |
| 2.4.1 有解情况 |
| 2.4.2 可能有解情况 |
| 2.4.3 无穷解情况 |
| 2.4.4 解的分析与优化 |
| 2.5 多机协调吊运系统动力学分析 |
| 2.6 多机协调吊运系统基座动力学分析 |
| 2.6.1 自由基动力学 |
| 2.6.2 浮动基动力学 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 多机协调吊运系统运动学实现 |
| 3.1 系统结构框架 |
| 3.2 系统平移运动 |
| 3.3 系统姿态运动 |
| 3.3.1 系统旋转偏航运动 |
| 3.3.2 系统前后俯仰运动 |
| 3.3.3 系统左右滚转运动 |
| 3.4 仿真实验 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多机协调吊运系统工作空间分析与求解 |
| 4.1 多机协调吊运系统工作空间约束条件 |
| 4.1.1 力平衡约束 |
| 4.1.2 几何空间干涉约束 |
| 4.1.3 柔索极限拉力约束 |
| 4.1.4 力均衡要求 |
| 4.1.5 单向力约束 |
| 4.1.6 刚度和稳定性约束 |
| 4.2 多机协调吊运系统姿态工作空间 |
| 4.2.1 姿态空间定义 |
| 4.2.2 姿态空间计算步骤 |
| 4.2.3 工作空间评价指标 |
| 4.2.4 仿真计算结果分析 |
| 4.3 多机协调吊运系统位置工作空间 |
| 4.3.1 位置工作空间定义 |
| 4.3.2 位置工作空间求解方法 |
| 4.3.3 位置工作空间计算步骤 |
| 4.3.4 位置工作空间计算仿真分析 |
| 4.4 工作空间计算方法改进 |
| 4.4.1 方法拓展 |
| 4.4.2 工作空间仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 多机协调吊运系统运动轨迹规划与优化 |
| 5.1 多机协调吊运系统运动规划总体方案 |
| 5.2 多机协调吊运系统被吊运物轨迹规划 |
| 5.2.1 路径规划约束 |
| 5.2.2 被吊运物轨迹规划方法 |
| 5.3 多机协调吊运系统机器人末端轨迹规划 |
| 5.3.1 可行轨迹三维搜索策略 |
| 5.3.2 优化算法 |
| 5.3.3 系统优化评价指标 |
| 5.4 仿真实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 多机协调吊运系统的防摆规划 |
| 6.1 多机协调吊运系统防摆规划内容及方案 |
| 6.2 多机协调吊运系统吊运过程摆动问题描述 |
| 6.2.1 吊运过程分析 |
| 6.2.2 摆动问题描述 |
| 6.2.3 被吊运物稳定域分析 |
| 6.3 多机协调吊运系统快速定位消摆控制 |
| 6.3.1 快速消摆方法 |
| 6.3.2 快速定位仿真 |
| 6.4 多机协调吊运系统规划防摆控制 |
| 6.4.1 规划控制策略 |
| 6.4.2 吊运过程防摆规划 |
| 6.4.3 规划防摆仿真 |
| 6.5 多机协调吊运系统紧急制动和防碰撞消摆 |
| 6.5.1 紧急制动基本原则 |
| 6.5.2 紧急制动基本策略 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 多机协调吊运系统实验研究 |
| 7.1 总体方案 |
| 7.1.1 仿真实验方案 |
| 7.1.2 实体实验方案 |
| 7.2 虚拟仿真实验 |
| 7.2.1 移动基多机协调吊运系统虚拟模型 |
| 7.2.2 移动基多机协调吊运系统仿真实验 |
| 7.3 实体实验 |
| 7.3.1 硬件系统 |
| 7.3.2 软件系统 |
| 7.3.3 实体实验分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）索杆混联并联机构运动学与力学分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状分析 |
| 1.2.1 柔索牵引并联机器人研究现状 |
| 1.2.2 索杆混联机器人研究现状 |
| 1.3 本课题研究内容 |
| 第二章 索杆混联并联机构设计 |
| 2.1 索杆混联并联机器人结构特点 |
| 2.2 索杆混联并联平台整体结构设计与模型建立 |
| 2.3 索杆混联并联装置试验平台 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 索杆混联并联平台运动学分析 |
| 3.1 索杆混联并联平台坐标系建立 |
| 3.2 索杆式并联平台位置反解分析 |
| 3.2.1 机构位姿变换描述 |
| 3.2.2 并联平台位置反解模型 |
| 3.3 索杆混联并联平台位置正解分析 |
| 3.3.1 Newton-Raphson迭代法 |
| 3.3.2 索杆混联机构位置正解模型 |
| 3.4 正反解模型算例验证 |
| 3.5 索杆混联平台速度与加速度分析 |
| 3.5.1 索杆混联平台速度与加速度分析 |
| 3.5.2 索杆混联平台速度变化算例仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 索杆混联并联平台力学分析 |
| 4.1 力线平移定理与力封闭条件 |
| 4.1.1 力线平移定理 |
| 4.1.2 索驱动并联机构力封闭条件 |
| 4.2 静力学分析与数值仿真 |
| 4.2.1 索杆式并联机构静力学分析 |
| 4.2.2 静力学数值仿真 |
| 4.3 索杆混联平台动力学分析 |
| 4.3.1 末端执行器动力学模型 |
| 4.3.2 驱动单元动力学模型 |
| 4.3.3 整体系统动力学模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 索杆混联并联机构模型仿真分析 |
| 5.1 索杆式并联机构Adams模型创建 |
| 5.2 索杆混联并联机构运动学仿真 |
| 5.2.1 索杆混联并联机构运动学仿真 |
| 5.2.2 仿真结果分析 |
| 5.3 索杆混联并联机构力学仿真 |
| 5.3.1 索杆混联并联机构力学仿真 |
| 5.3.2 仿真结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
（3）浮动基多机协调吊运系统运动精度建模及补偿（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 柔索式多机器人吊运系统研究现状 |
| 1.3 浮式起重机动力响应研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 2 浮式机器人流固耦合动力学建模及分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 模型概述 |
| 2.3 浮式机器人运动学分析 |
| 2.3.1 正运动学分析 |
| 2.3.2 逆运动学分析 |
| 2.3.3 实例仿真分析 |
| 2.4 浮式机器人动力学分析 |
| 2.4.1 船体动力学模型 |
| 2.4.2 船体升沉运动的水动力系数估算 |
| 2.5 浮式机器人吊物系统的动力学模型 |
| 2.5.1 吊物系统数学模型 |
| 2.5.2 柔索动张力 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 浮动基多机协调吊运系统的运动学和动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 .浮动基多机协调吊运系统结构分析 |
| 3.3 绳牵引并联运动学建模 |
| 3.3.1 绳牵引并联的运动学模型 |
| 3.3.2 位置约束及速度约束 |
| 3.4 绳牵引并联系统动力学分析 |
| 3.4.1 基于牛顿-欧拉方程的动力学方程 |
| 3.4.2 基于拉格朗日方程的动力学方程 |
| 3.5 浮动基多机协调吊运系统设计要求 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 浮动基多机协调吊运系统的运动响应及补偿 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统动力学耦合响应分析 |
| 4.2.1 浮动基单向耦合动力学响应分析 |
| 4.2.2 浮动基双向耦合动力学响应分析 |
| 4.2.3 系统动力学耦合求解方法 |
| 4.3 位姿补偿原理 |
| 4.3.1 动平台模型 |
| 4.3.2 绳牵引并联系统的位置补偿 |
| 4.4 实例仿真分析 |
| 4.4.1 单向动力学耦合模型仿真 |
| 4.4.2 双向动力学耦合模型仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 柔索式多机协调吊运系统的误差分析及可靠性分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 固定基柔索式多机器人吊运系统运动误差建模及灵敏度分析 |
| 5.2.1 系统误差建模 |
| 5.2.2 灵敏度分析 |
| 5.2.3 可靠性分析 |
| 5.3 浮动基多机协调吊运系统的运动学分析及误差分析 |
| 5.3.1 系统运动误差建模 |
| 5.3.2 系统误差灵敏度分析 |
| 5.3.3 可靠性分析 |
| 5.3.4 数值实例计算与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 研究工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）基于绳索驱动的仿下颌运动机构设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 仿下颌运动机器人现状 |
| 1.3 绳索驱动并联机构现状 |
| 1.4 本论文主要工作 |
| 2 基于绳索驱动的仿下颌机构设计 |
| 2.1 仿下颌机构参数设计 |
| 2.1.1 仿生机理 |
| 2.1.2 设计思路 |
| 2.1.3 参数设计结果 |
| 2.2 仿下颌机构设计 |
| 2.3 机构特点 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于绳索驱动的仿下颌机构运动学分析 |
| 3.1 运动学分析 |
| 3.1.1 坐标系建立 |
| 3.1.2 自由度分析 |
| 3.1.3 运动学逆解 |
| 3.1.4 雅可比矩阵推导 |
| 3.2 力封闭工作空间分析 |
| 3.2.1 力封闭工作空间定义 |
| 3.2.2 力封闭工作空间求解 |
| 3.2.3 结果讨论与分析 |
| 3.3 轨迹规划与运动仿真 |
| 3.3.1 开闭运动 |
| 3.3.2 前后运动 |
| 3.3.3 侧方运动 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 动力学建模与驱动力优化分配 |
| 4.1 Lagrange法动力学建模 |
| 4.1.1 计算Lagrange函数 |
| 4.1.2 构建Euler-Lagrange方程 |
| 4.1.3 建立约束方程 |
| 4.1.4 建立第一类Lagrange方程 |
| 4.1.5 消除约束力 |
| 4.2 驱动力优化分配 |
| 4.2.1 问题数学描述 |
| 4.2.2 投影神经网络求解方法 |
| 4.3 结果讨论与分析 |
| 4.3.1 优化目标比较 |
| 4.3.2 求解算法比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 仿下颌机构的控制与仿真 |
| 5.1 PD控制 |
| 5.2 增广PD控制 |
| 5.3 基于RBF网络逼近的自适应控制器 |
| 5.3.1 神经网络与智能控制 |
| 5.3.2 RBF网络 |
| 5.3.3 RBF神经网络逼近 |
| 5.3.4 自适应控制器设计 |
| 5.4 仿真 |
| 5.4.1 PD控制仿真 |
| 5.4.2 增广PD控制仿真 |
| 5.4.3 基于RBF网络逼近的自适应控制器仿真 |
| 5.4.4 仿真结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）柔索驱动微重力环境模拟作业训练机器人构型及控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究意义 |
| 1.3 模拟微重力环境技术现状 |
| 1.4 基于力觉临场感技术的虚拟作业训练技术现状 |
| 1.4.1 国外力反馈装置研究综述 |
| 1.4.2 国内力反馈装置研究综述 |
| 1.5 柔索驱动并联机器人虚拟作业相关技术现状 |
| 1.5.1 虚拟环境模拟作业训练机器人综述 |
| 1.5.2 柔索驱动并联机器人工作空间综述 |
| 1.5.3 柔索驱动并联机器人张力分配综述 |
| 1.5.4 控制方法综述 |
| 1.5.5 碰撞检测及碰撞力生成技术综述 |
| 1.6 存在的问题及解决对策 |
| 1.7 课题主要研究内容 |
| 第2章 微重力环境模拟作业训练机器人总体方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 航天员在空间站的主要任务 |
| 2.2.1 空间站内的主要作业任务 |
| 2.2.2 空间站外的主要作业任务 |
| 2.2.3 微重力环境模拟作业训练机器人总体设计要求 |
| 2.3 微重力环境模拟作业训练机器人总体结构方案 |
| 2.3.1 机器人结构方案 |
| 2.3.2 人机交互力测量方案 |
| 2.3.3 柔索驱动单元结构方案 |
| 2.3.4 机器人构型分析 |
| 2.4 微重力环境模拟作业训练机器人总体控制方案 |
| 2.4.1 机器人控制系统 |
| 2.4.2 机器人通讯方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 机器人构型及柔索张力分配 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 平面机器人构型 |
| 3.2.1 平面机器人力螺旋可行工作空间 |
| 3.2.2 平面机器人构型优化 |
| 3.3 平面构型机器人柔索张力分配 |
| 3.3.1 柔索张力分配可行点 |
| 3.3.2 柔索张力分配仿真分析 |
| 3.4 空间模式机器人构型 |
| 3.4.1 空间模式机器人力螺旋可行工作空间 |
| 3.4.2 空间模式机器人构型优化 |
| 3.5 空间构型机器人柔索张力优化分配 |
| 3.5.1 柔索张力优化分配多边形 |
| 3.5.2 柔索张力优化分配仿真分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 柔索驱动单元控制策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 柔索驱动单元及多余力减少方法 |
| 4.2.1 柔索驱动单元数学模型 |
| 4.2.2 多余力减少方法 |
| 4.3 干扰观测器设计 |
| 4.3.1 干扰观测器的基本原理 |
| 4.3.2 干扰观测器的性能分析 |
| 4.3.3 干扰观测器稳定性 |
| 4.3.4 低通滤波器Q(s)的设计 |
| 4.4 基于PI控制的柔索驱动单元控制策略 |
| 4.4.1 主动加载控制仿真分析及实验 |
| 4.4.2 被动加载控制仿真分析及实验 |
| 4.5 基于复合控制柔索驱动单元控制策略 |
| 4.5.1 主动加载控制仿真分析及实验 |
| 4.5.2 被动加载控制仿真分析及实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 微重力环境模拟作业训练机器人力觉交互及控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微重力环境模拟作业训练机器人力觉交互模型 |
| 5.2.1 虚拟物体二维空间动力学模型 |
| 5.2.2 虚拟物体三维空间动力学模型 |
| 5.2.3 人与虚拟环境交互模型 |
| 5.3 微重力环境模拟作业训练机器人控制策略 |
| 5.4 微重力环境模拟作业训练机器人控制仿真分析 |
| 5.4.1 平面构型机器人控制仿真分析 |
| 5.4.2 空间构型机器人控制仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 微重力环境模拟作业训练机器人实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 航天员在空间站工作任务实验 |
| 6.2.1 微重力环境中推收物体实验 |
| 6.2.2 微重力环境中物体碰撞实验 |
| 6.3 平面二柔索驱动单元模拟航天员工作任务实验 |
| 6.3.1 平面二柔索驱动单元模拟微重力环境推收物体实验 |
| 6.3.2 平面二柔索驱动单元模拟微重力环境物体碰撞实验 |
| 6.4 平面四柔索驱动单元模拟航天员工作任务实验 |
| 6.4.1 平面四柔索驱动单元模拟微重力环境推收物体实验 |
| 6.4.2 平面四柔索驱动单元模拟微重力环境物体碰撞实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）三自由度绳驱并联机器人运动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 绳驱并联机器人的发展 |
| 1.2.1 绳驱并联机器人简介 |
| 1.2.2 国内外发展概况 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 绳索并联机构研究现状 |
| 1.3.2 运动学研究现状 |
| 1.3.3 索力优化分配研究现 |
| 1.3.4 工作空间研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 绳驱并联机器人运动学与动力学分析 |
| 2.1 运动学分析 |
| 2.1.1 运动学建模 |
| 2.1.2 运动学逆解分析 |
| 2.1.3 运动学位置正解分析 |
| 2.2 运动启停轨迹规划 |
| 2.3 动力学分析 |
| 2.3.1 动力学建模方法选择 |
| 2.3.2 动力学建模 |
| 2.3.3 绳索张力求解 |
| 2.3.4 绳索张力优化 |
| 2.4 实例仿真分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 绳驱并联机器人工作空间求解方法 |
| 3.1 绳张力特性 |
| 3.2 降维理论 |
| 3.3 一阶系统张力判定条件 |
| 3.4 工作空间分析 |
| 3.4.1 工作空间分类 |
| 3.4.2 力可行工作空间数值求解方法 |
| 3.5 工作空间求解实例仿真 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 绳驱并联机器人控制系统设计 |
| 4.1 控制策略研究 |
| 4.1.1 绳索刚度补偿 |
| 4.1.2 控制算法选择 |
| 4.2 控制系统总体方案设计 |
| 4.3 控制系统硬件组成 |
| 4.3.1 工控机 |
| 4.3.2 CAN通信模块 |
| 4.3.3 三相异步电机与变频器 |
| 4.3.4 轴控子站数据处理控制器 |
| 4.4 控制系统软件设计 |
| 4.4.1 控制系统软件总体方案 |
| 4.4.2 运动控制功能模块设计 |
| 4.4.3 轨迹库模块设计 |
| 4.4.4 基于xPC的实时控制系统开发 |
| 4.4.5 人机交互界面 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 绳驱并联机器人运动控制实验 |
| 5.1 搭建实物模型 |
| 5.2 控制系统实验 |
| 5.2.1 控制系统功能测试 |
| 5.2.2 控制系统性能测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间已发表的论文 |
| 致谢 |
（7）并联柔索驱动摇摆试验系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 选题背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究内容与目标 |
| 2 并联摇摆试验系统牵引方式及结构研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 摇摆试验系统牵引方式设计 |
| 2.3 摇摆试验系统结构设计 |
| 2.4 摇摆试验系统基础框架有限元分析 |
| 2.5 并联柔索驱动摇摆试验系统自由度分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 并联柔索驱动摇摆试验台运动建模及仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 摇摆台逆向运动学模型建立 |
| 3.3 摇摆台前向运动学及位置偏移量分析 |
| 3.4 不同实验参数对摇摆台空间位姿的影响 |
| 3.5 摇摆台前向运动学仿真分析 |
| 3.6 摇摆台运动耦合性及精度分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 并联柔索驱动摇摆试验系统构建与控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 并联柔索驱动摇摆试验系统整体设计方案 |
| 4.3 机械系统结构搭建 |
| 4.4 检测控制系统硬件设计 |
| 4.5 并联柔索驱动摇摆试验系统控制方法设计 |
| 4.6 检测控制系统的软件设计 |
| 4.7 实验测试及结果分析 |
| 4.8 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简介 |
| 学位论文数据集 |
（8）柔索驱动并联机构末端轨迹的视觉检测方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 柔索驱动机构的应用 |
| 1.2.2 柔索并联机构末端位姿视觉检测的研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 柔索驱动并联机构视觉检测实验平台的开发 |
| 2.1 柔索驱动并联机构的工作原理 |
| 2.1.1 柔索并联机构的构成及自由度分析 |
| 2.1.2 柔索并联机构运动学分析 |
| 2.2 柔索驱动并联机构视觉检测实验平台的设计 |
| 2.2.1 检测对象的特性分析 |
| 2.2.2 单目视觉检测原理 |
| 2.2.3 视觉检测实验平台总体方案的设计 |
| 2.3 柔索驱动并联机构视觉检测实验平台的实现 |
| 2.3.1 视觉检测系统硬件的设计 |
| 2.3.2 视觉检测系统软件的设计 |
| 2.3.3 柔索驱动并联机构实验装置的介绍 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 视觉图像预处理及运动目标跟踪算法的研究 |
| 3.1 图像预处理 |
| 3.1.1 图像滤波 |
| 3.1.2 图像二值化 |
| 3.2 运动目标的特征提取 |
| 3.2.1 RGB模型和HSV模型 |
| 3.2.2 模型之间的相互转换 |
| 3.3 运动目标跟踪检测算法的研究 |
| 3.3.1 传统的CamShift算法跟踪原理 |
| 3.3.2 改进的CamShift跟踪检测算法 |
| 3.3.3 基于OpenCV的CamShift改进算法跟踪实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于Zernike矩的机构末端特征点定位算法的研究 |
| 4.1 标记圆像素级边缘粗提取 |
| 4.1.1 常用的像素级边缘粗提取方法 |
| 4.1.2 各算法的实验对比及分析 |
| 4.2 基于改进Zernike矩的机构末端特征点亚像素定位算法 |
| 4.2.1 传统Zernike矩亚像素边缘定位算法 |
| 4.2.2 改进的Zernike矩边缘定位算法概述 |
| 4.2.3 基于迭代法的阶跃灰度最佳阈值求解 |
| 4.2.4 算法的误差分析及补偿 |
| 4.3 最小二乘法拟合标记圆特征点位置 |
| 4.4 特征点定位仿真实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 柔索驱动并联机构末端轨迹视觉检测实验 |
| 5.1 摄像机的标定实验 |
| 5.1.1 张氏标定法 |
| 5.1.2 摄像机标定实验过程及标定结果 |
| 5.2 视觉轨迹检测实验结果 |
| 5.2.1 传统Zernike矩定位算法实验结果 |
| 5.2.2 本文改进算法实验结果 |
| 5.3 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（9）柔索驱动并联3D打印机设计、刚度分析及试验研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景与意义 |
| 1.3 柔索驱动并联机构国内外研究现状 |
| 1.4 3D打印机发展现状 |
| 1.4.1 刚性3D打印机发展现状 |
| 1.4.2 柔索驱动并联3D打印机发展现状 |
| 1.5 本课题研究内容 |
| 第二章 柔索驱动并联3D打印机设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 柔索驱动并联3D打印机机械结构设计 |
| 2.3 柔索驱动并联3D打印机控制系统简介 |
| 2.4 柔索驱动并联3D打印机试验平台 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 柔索驱动并联3D打印机运动学与动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 柔索驱动并联3D打印机运动学模型 |
| 3.3 柔索驱动并联3D打印机动力学模型 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 柔索驱动并联3D打印机刚度及稳定性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 柔索驱动并联3D打印机静刚度分析 |
| 4.3 柔索驱动并联3D打印机稳定性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 柔索驱动并联3D打印机仿真分析与试验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 仿真分析 |
| 5.2.1 运动轨迹仿真 |
| 5.2.2 刚度与稳定性仿真 |
| 5.3 试验研究 |
| 5.3.1 参数标定 |
| 5.3.2 空行程精度试验 |
| 5.3.3 实际打印测试 |
| 5.3.4 误差来源分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（10）微重力环境物体运动特性模拟机器人控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究背景和意义 |
| 1.2 地面微重力模拟技术研究现状 |
| 1.3 绳索牵引并联机器人研究现状 |
| 1.3.1 绳索牵引并联机器人国外研究现状 |
| 1.3.2 绳索牵引并联机器人国内研究现状 |
| 1.4 论文主要完成的工作 |
| 第2章 微重力环境运动特性模拟机器人总体方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 操作特性分析及机器人设计要求 |
| 2.2.1 手臂结构和运动特征分析 |
| 2.2.2 机器人设计要求 |
| 2.3 机器人总体结构方案 |
| 2.3.1 机器人构型方案 |
| 2.3.2 静力学分析 |
| 2.3.3 工作空间分析 |
| 2.3.4 刚度分析 |
| 2.3.5 机器人结构总体方案 |
| 2.4 机器人驱动控制方案 |
| 2.4.1 机器人驱动方案 |
| 2.4.2 机器人控制系统 |
| 2.4.3 机器人控制方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 人机系统运动学建模与仿真分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 人体手臂机构运动学建模与仿真分析 |
| 3.2.1 手臂模型简化 |
| 3.2.2 手臂运动学分析 |
| 3.2.3 手臂运动学仿真 |
| 3.3 机器人运动学建模与仿真分析 |
| 3.3.1 机器人运动学分析 |
| 3.3.2 机器人运动学仿真 |
| 3.4 人机系统运动学分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 人机系统动力学建模及仿真分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 人体手臂机构动力学建模与仿真分析 |
| 4.2.1 手臂动力学分析 |
| 4.2.2 手臂动力学仿真 |
| 4.3 机器人动力学分析 |
| 4.4 柔索张力优化 |
| 4.4.1 柔索张力优化 |
| 4.4.2 柔索张力优化仿真分析 |
| 4.4.3 柔索预紧力分析 |
| 4.5 机器人动力学仿真分析 |
| 4.5.1 影响柔索力分配的因素分析 |
| 4.5.2 机器人逆动力学仿真分析 |
| 4.6 人机系统动力学仿真分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 机器人控制策略研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 机器人驱动单元建模 |
| 5.3 机器人位置控制策略研究与仿真分析 |
| 5.3.1 位置控制策略研究 |
| 5.3.2 位置控制仿真分析 |
| 5.4 机器人前向通道力控制策略研究与仿真分析 |
| 5.4.1 力的单闭环控制策略 |
| 5.4.2 速度和力双闭环控制策略 |
| 5.4.3 仿真分析 |
| 5.5 机器人多余力控制策略研究与仿真分析 |
| 5.5.1 基于力的单闭环的多余力控制策略及仿真 |
| 5.5.2 基于速度和力的双闭环的多余力控制策略及仿真 |
| 5.6 机器人柔索拉力控制策略及仿真分析 |
| 5.6.1 机器人柔索拉力控制策略 |
| 5.6.2 机器人仿真分析 |
| 5.7 系统模型的影响因素 |
| 5.7.1 非线性因素对系统模型的影响 |
| 5.7.2 柔索驱动单元参数对系统模型的影响 |
| 5.8 本章小结 |
| 第6章 机器人实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验原理及平台简介 |
| 6.3 控制策略验证实验 |
| 6.3.1 单根柔索主动加载实验 |
| 6.3.2 两根柔索被动加载实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
四、一种用于风洞的新型柔索驱动并联机构设计（论文参考文献）
- [1]多机协调吊运系统建模及其轨迹与防摆规划[D]. 苏程. 兰州交通大学, 2021(01)
- [2]索杆混联并联机构运动学与力学分析[D]. 翟景帅. 河北大学, 2020(08)
- [3]浮动基多机协调吊运系统运动精度建模及补偿[D]. 王志睿. 兰州交通大学, 2020(01)
- [4]基于绳索驱动的仿下颌运动机构设计与分析[D]. 任杰. 大连理工大学, 2019(02)
- [5]柔索驱动微重力环境模拟作业训练机器人构型及控制研究[D]. 宋达. 哈尔滨工程大学, 2019
- [6]三自由度绳驱并联机器人运动控制研究[D]. 朱冠亚. 武汉工程大学, 2019(03)
- [7]并联柔索驱动摇摆试验系统关键技术研究[D]. 白迎冬. 中国矿业大学, 2019(09)
- [8]柔索驱动并联机构末端轨迹的视觉检测方法[D]. 朱帅飞. 河南科技大学, 2019(12)
- [9]柔索驱动并联3D打印机设计、刚度分析及试验研究[D]. 王宁. 合肥工业大学, 2019
- [10]微重力环境物体运动特性模拟机器人控制研究[D]. 周宇. 哈尔滨工程大学, 2019(04)