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     本書主要介紹自主研拋機(jī)器人技術(shù)的相關(guān)理論基礎(chǔ)與前沿技術(shù)，是作者近年來在國家“863”等項(xiàng)目中所取得的學(xué)術(shù)研究成果和技術(shù)實(shí)踐的總結(jié)。書中基于實(shí)現(xiàn)用小型裝備對(duì)大型自由曲面進(jìn)行精整加工的目標(biāo)，利用移動(dòng)操作機(jī)器人具有較好的操作靈活性和工作空間大的特點(diǎn)，提出了一種研磨大型自由曲面自主作業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行了關(guān)鍵技術(shù)的研究。重點(diǎn)針對(duì)研磨大型自由曲面自主作業(yè)機(jī)器人的曲面重構(gòu)與定位方法、5-TTRRT機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)建模、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與運(yùn)動(dòng)控制、主被動(dòng)結(jié)合的柔順控制方式等進(jìn)行了深入論述。力求設(shè)計(jì)理念符合國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展要求，設(shè)計(jì)內(nèi)容與國內(nèi)外新研究成果同步。

序
前言
第1章 緒論1 
 1.1 應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)精整加工大型自由曲面的背景1 
 1.2 機(jī)器人精整加工自由曲面技術(shù)研究進(jìn)展2 
 1.3 移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)研究6 
  1.3.1 移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀6 
  1.3.2 移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究9 
第2章 新型自主研磨作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的研究16 
 2.1 移動(dòng)研磨作業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)16 
  2.1.1 自主作業(yè)研磨機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)思路16 
  2.1.2 自主作業(yè)研磨機(jī)器人的結(jié)構(gòu)與性能要求17 
 2.2 自主作業(yè)研磨機(jī)器人機(jī)械本體的研制17 
  2.2.1 移動(dòng)平臺(tái)的構(gòu)建17 
  2.2.2 操作臂的研制18 
  2.2.3 研磨工具開發(fā)20 
 2.3 自主作業(yè)研磨機(jī)器人控制系統(tǒng)20 
 2.4 5-TTRRT機(jī)器人坐標(biāo)系內(nèi)研磨曲面的構(gòu)建方法21 
  2.4.1 系統(tǒng)組成和工作原理22 
  2.4.2 自由曲面的三維重構(gòu)23 
第3章 機(jī)器人研磨自由曲面的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃29 
 3.1 5-TTRRT機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模型30 
  3.1.1 5-TTRRT機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型30 
  3.1.2 5-TTRRT機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模31 
  3.1.3 5-TTRRT機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)仿真32 
 3.2 自由曲面的分片規(guī)劃34 
  3.2.1 自由曲面特征的基礎(chǔ)34 
  3.2.2 自由曲面分片規(guī)劃的提出與分片研磨方法36 
  3.2.3 自由曲面的加工路徑規(guī)劃39 
 3.3 5-TTRRT研磨機(jī)器人的位姿與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃41 
  3.3.1 移動(dòng)平臺(tái)姿態(tài)控制策略41 
  3.3.2 研磨工具位姿在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)空間中的表達(dá)42 
  3.3.3 自由曲面研磨精加工的行切法軌跡規(guī)劃44 
  3.3.4 自由曲面研磨精加工的環(huán)切法軌跡規(guī)劃45 
  3.3.5 行切法軌跡規(guī)劃與環(huán)切法軌跡規(guī)劃的比較45 
第4章 機(jī)器人研磨自由曲面的軌跡跟蹤控制策略47 
 4.1 滑模變結(jié)構(gòu)基本理論47 
  4.1.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制的基本原理47 
  4.1.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制的特點(diǎn)48 
 4.2 PD+前饋型滑模變結(jié)構(gòu)補(bǔ)償控制49 
  4.2.1 問題描述49 
  4.2.2 PD+前饋補(bǔ)償滑�？刂破髟O(shè)計(jì)50 
 4.3 仿真研究53 
第5章 自主作業(yè)研磨機(jī)器人的柔順控制56 
 5.1 阻抗控制概述56 
  5.1.1 機(jī)器人阻抗控制56 
  5.1.2 阻抗控制模型57 
 5.2 機(jī)器人研磨工具端與環(huán)境的等效模型58 
  5.2.1 等效模型的建立58 
  5.2.2 研磨機(jī)器人系統(tǒng)的剛度系數(shù)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 阻抗控制中穩(wěn)態(tài)力誤差分析64 
  5.3.3 調(diào)整阻抗參數(shù)的仿真研究65 
 5.4 模糊阻抗控制67 
  5.4.1 基于模糊邏輯的阻抗控制設(shè)計(jì)68 
  5.4.2 常規(guī)阻抗控制與模糊阻抗控制的仿真研究71 
第6章 5-TTRRT機(jī)器人研磨實(shí)驗(yàn)研究74 
 6.1 研磨材料的去除模型74 
 6.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)75 
 6.3 機(jī)器人研磨實(shí)驗(yàn)76 
 6.4 研磨工藝參數(shù)對(duì)研磨效果影響的正交試驗(yàn)77 
  6.4.1 因素水平確定77 
  6.4.2 各主要因素對(duì)研磨效果的影響79 
  6.4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析80 
附錄82 
參考文獻(xiàn)93