目錄
叢書序
前言
第1章 緒論 1
1.1 剛柔耦合3D打印機器人概述 1
1.2 剛柔耦合機構國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 4
1.3 增材制造技術國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 9
1.4 剛柔耦合3D打印機器人主要應用領域 10
參考文獻 10
第2章 剛柔耦合3D打印機器人運動學與動力學分析 15
2.1 運動學模型及仿真 16
2.1.1 逆運動學及仿真 18
2.1.2 正運動學及仿真 22
2.2 動力學模型及仿真 23
2.3 本章小結 25
參考文獻 25
第3章 剛柔耦合3D打印機器人工作空間分析 27
3.1 正索力工作空間 28
3.1.1 末端執(zhí)行器理論位姿空間 28
3.1.2 正索力工作空間求解 29
3.2 索長工作空間 32
3.2.1 索長工作空間定義 32
3.2.2 索長工作空間求解及范圍影響因素分析 34
3.3 靜態(tài)可行工作空間 39
3.3.1 靜態(tài)可行工作空間定義 39
3.3.2 靜態(tài)可行工作空間求解及范圍影響因素分析 40
3.3.3 工作空間索力均勻分布情況分析 44
3.4 本章小結 47
參考文獻 48
第4章 剛柔耦合3D打印機器人剛度及穩(wěn)定性分析 49
4.1 柔索驅(qū)動并聯(lián)3D打印機靜剛度分析 51
4.2 柔索驅(qū)動并聯(lián)3D打印機穩(wěn)定性分析 53
4.3 本章小結 56
參考文獻 56
第5章 剛柔耦合3D打印機器人誤差分析與自標定 58
5.1 機構誤差分析 59
5.1.1 機構的誤差建模 59
5.1.2 機構的靈敏度分析 62
5.2 運動學自標定研究 67
5.2.1 自標定位置的選擇 68
5.2.2 運動學參數(shù)的誤差識別 71
5.2.3 自標定方法的仿真實驗驗證 76
5.3 本章小結 79
參考文獻 79
第6章 剛柔耦合3D打印機器人動力學軌跡規(guī)劃 81
6.1 B 樣條曲線的改進 82
6.2 操作空間 B 樣條軌跡規(guī)劃 84
6.2.1 B 樣條曲線的插值方法 84
6.2.2 多目標最優(yōu)軌跡規(guī)劃 91
6.3 軌跡規(guī)劃數(shù)值仿真與結果分析 97
6.4 本章小結 99
參考文獻 99
第7章 剛柔耦合3D打印機器人索力分配優(yōu)化與運動控制系統(tǒng)設計 101
7.1 剛柔耦合3D打印機器人索力分配優(yōu)化 102
7.1.1 驅(qū)動繩索張力分配優(yōu)化 102
7.1.2 彈簧單向變力索力優(yōu)化 103
7.1.3 彈簧多向變力索力優(yōu)化 106
7.2 剛柔耦合3D打印機器人運動控制器設計 110
7.2.1 剛柔耦合3D打印機器人運動控制原理分析 110
7.2.2 PID 控制器 110
7.2.3 基于雙曲正切函數(shù)的滑�？刂破� 111
7.3 剛柔耦合3D打印機器人運動控制策略仿真分析 114
7.4 本章小結 119
參考文獻 120
第8章 剛柔耦合3D打印機器人實驗研究 122
8.1 被動張緊剛柔耦合3D打印機器人樣機開發(fā) 123
8.2 改進主動張緊剛柔耦合3D打印機器人樣機開發(fā) 126
8.3 實驗數(shù)據(jù)采集與處理 127
8.4 剛柔耦合3D打印機器人標定實驗 132
8.4.1 剛柔耦合3D打印機器人運動學標定實驗 132
8.4.2 剛柔耦合3D打印機器人自標定實驗 138
8.5 基于 5 次 B 樣條的軌跡規(guī)劃實驗 144
8.6 索力分配以及精度補償控制實驗 147
8.7 剛柔耦合3D打印機器人視覺反饋控制實驗 152
8.8 本章小結 156
參考文獻 156
第9章 大空間剛柔耦合機器人應用 158
9.1 剛柔耦合3D打印機器人在建筑領域的應用 158
9.1.1 剛柔耦合3D打印機器人的整體結構 158
9.1.2 剛柔耦合3D打印機器人陶土打印實驗 166
9.2 剛柔耦合腰部康復機器人應用 167
9.2.1 面向患者需求的腰部康復實驗平臺構建 167
9.2.2 剛柔耦合腰部康復機器人運動學分析 171
9.2.3 軌跡規(guī)劃技術在腰部康復領域的應用 178
9.3 大空間多機協(xié)作吊裝柔索并聯(lián)構型裝備的應用 182
9.3.1 多機協(xié)作吊裝機器人動力學 182
9.3.2 改進蟻群算法 189
9.3.3 多機協(xié)作吊裝機器人路徑規(guī)劃 192
9.3.4 數(shù)值仿真分析 195
9.4 本章小結 201
參考文獻 202