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中空连续体机械臂的设计与主从任务转换避障控制
目录
内容概要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
1.1.1机械臂在工业自动化中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
1.1.2主从任务切换技术的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
1.1.3避障控制系统的研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
1.2研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
1.2.1设计一个高效能的中空连续体机械臂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1.2.2实现主从任务的无缝切换．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
1.2.3优化避障控制策略以提升机械臂的安全性．．．．．．．．．．．．．．．．13
文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
2.1国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2.1.1中空连续体机械臂的研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
2.1.2主从任务切换技术的相关研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
2.1.3避障控制技术的必威体育精装版发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
2.2现有研究的不足与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
2.2.1机械臂稳定性与可靠性问题．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
2.2.2主从任务切换的实时性要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
2.2.3避障控制的复杂性和挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
3.1系统架构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
3.1.1机械臂的结构参数确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
3.1.2主从控制单元的集成方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
3.1.3避障传感器的选择与布局．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
3.2功能模块划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
3.2.1机械臂运动控制模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
3.2.2主从任务切换机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
3.2.3避障控制算法模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
中空连续体机械臂设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
4.1结构设计与选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
4.1.1材料选择与力学特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
4.1.2关节设计及运动学建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40
4.1.3驱动系统的选择与配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41
4.2运动学与动力学分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42
4.2.1运动轨迹规划方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
4.2.2动力学模型建立与仿真验证．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44
4.2.3运动学误差分析与补偿．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
主从任务切换控制策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
5.1任务切换机制设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
5.1.1任务切换的条件判断．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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