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摘要
第一章 绪论
1．1 课题的研究背景及意义
1．2 国内外研究现状
1．2．1 套索传动系统的建模与控制研究现状
1．2．2 套索驱动机构研究现状
1．2．3 柔软细长搜救机器人研究现状
1．2．2 连续体机器人研究现状
1．3 本文的主要研究内容和安排
第二章 单套索传动系统建模与实验验证
2．1 套索传动方式介绍和比较
2．2 单套索传动准静态建模
2．2．1 绳索微元受力分析
2．2 过渡阶段的特性分析
2．3 套索传动动力学建模
2．4 套索传动模型的实验验证
2．4．1 单套索传动特性实验台搭建
2．4．2 单套索传动特性实验和仿真结果比较
2．5 单套索传动特性实验结果分析
2．6 本章小结
第三章 单套索传动末端无传感器逆模补偿控制
3．1 套索传动模型的逆模型推导
3．1．1 间隙模型及其逆模型
3．1．2 套索传动逆模型
3．2 半物理实时控制系统的构成
3．3 模型参数辨识
3．4 逆模补偿控制
3．4．1 位置逆模补偿控制
3．4．2 力逆模补偿控制
3．5 本章小结
第四章 双套索耦合传动特性分析及实验
4．1 双套索耦合传动建模分析
4．1．1 特性分析
4．1．2 仿真结果
4．2 绳索松弛和最小预紧力分析
4．2．1 系统出现绳索松弛
4．2．2 最小预紧力分析
4．3 双套索耦合传动模型验证
4．3．1 双套索耦合传动实验台搭建
4．3．2 模型验证结果
4．4 双套索耦合传动特性实验研宄
4．4．1．绳索运动速度变化
4．4．2．套管弯曲半径变化
4．4．3．套管弯曲角度变化
4．4．4．绳索预紧力变化
4．4．5．润滑情况变化
4．5 双套索耦合传动系统位置补偿控制
4．5．1 控制实验平台搭建
4．5．2 逆模补偿控制算法
4．6 本章小结
第五章 套索驱动柔软细长机器人设计
5．1 机器人的设计要求
5．2 头部模块化关节设计
S．2．1 偏转关节模块设计
5．2．2 回转关节模块设计
5．2．3 滑动关节模块设计
5．2．4 二自由度关节设计
5．2．5 末端执行器模块设计
5．2．6 关节驱动单元设计
5．3 机器人被动柔性身体
5．4 送进机构设计
5．5 模块化控制系统设计
5．5．1 控制系统整体结构
5．5．2 模块化关节控制器硬件设计
5．5．3 控制系统软件设计
5．6 机器人简单实验研究
5．6．1 弯曲性能实验
5．6．2 运动摩擦力实验
5．6．3 图像反馈搜救实验
5．7 本章小结
第六章 模块化关节运动学分析及应用
6．1 基于旋量理论的模块化关节运动学分析
6．1．1 旋量理论基础
6．1．2 实例计算
6．2 头部模块化刚性引导关节工作空间自动求取
6．2．1 蒙特卡洛法分析工作空间原理
6．2．2 工作空间边界的求取
6．3 机器人空间形状重建及目标定位
6．4 本章小结
第七章 总结与展望
7．1 研究工作总结
7．2 本文主要创新
7．3 工作展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
