机械工程研究生毕业论文提纲Abstract7-9第1章绪论14-281.1课题研究背景14-151.2突出软煤巷道掘进装备机器人化的核心问题15-181.2.1突出软煤巷道掘进工艺过程难点15-161.2.2掘进装备机器人化的核心问题16-181.3掘进装备机器人化发展现状18-211.4机器人机构分析及性能评价相关领域研究概况21-251.4.1串联机器人位置逆解的数值方法21-231.4.2机器人机构的性能分析和评价23-251.5本文研究内容25-28第2章掘进装备机器人化机构设计研究28-452.1掘进装备机器人化的机构设计思路28-292.1.1突出软煤巷道高效掘进的设备要求282.1.2机器人化的总体思路28-292.2掘进装备机器人化可行性分析29-342.2.1突出软煤巷道掘进涉及的主要装备29-302.2.2相关工艺过程及参数特点分析30-332.2.3相关装备的运动学相似性33-342.3掘进机器人机构设计研究34-442.3.1掘进机器人基本构型34-362.3.2掘进机器人腕部结构设计36-422.3.3掘进机器人的完整执行机构42-442.4本章小结44-45第3章掘进机器人关节驱动能力设计45-643.1掘进机器人关节驱动能力设计难点45-473.1.1基于稳态静力学的分析方法45-463.1.2掘进机器人关节驱动能力设计难点46-473.2基于腕部运动链反向建模的驱动力分析原理47-523.2.1掘进机器人关节驱动特点分析47-483.2.2任意作业方式下截割头的负载表达48-503.2.3腕部运动链反向建模50-513.2.4关节驱动力分析方法51-523.3掘进机器人的关节驱动力分析52-593.3.1截割载荷的计算52-533.3.2腕部整体受力分析53-553.3.3力平衡方程及求解55-593.4关节驱动力计算结果分析59-633.4.1关节驱动力(力矩)的变化情况59-633.4.2各关节最大驱动能力633.5本章小结63-64第4章掘进机器人运动学分析64-874.1机器人连杆位置与姿态的描述64-664.1.1连杆坐标系的建立64-654.1.2四个基本的齐次变换矩阵654.1.3连杆坐标系的变换矩阵65-664.2掘进机器人正向运动学66-694.2.1建立掘进机器人的连杆坐标系66-674.2.2掘进机器人的正向运动学方程67-694.3基于偏置补偿的.腕部偏置机器人逆向运动学求解69-774.3.1掘进机器人的腕部特点69-704.3.2偏置补偿原理70-714.3.3逆解过程71-744.3.4逆解算法流程总结74-764.3.5逆解算法数据试验76-774.4手腕侧端偏置和前端偏置机器人77-794.4.1手腕侧端偏置77-784.4.2手腕前端偏置78-794.5掘进机器人的逆向运动学求解79-854.5.1掘进机器人的运动学模型转换79-814.5.2钻机和截割头末端位姿的给定81-824.5.3对应手腕无偏置机器人的运动学逆解82-844.5.4掘进机器人的运动学逆解84-854.6本章小结85-87第5章掘进机器人工作空间研究87-1015.1机器人工作空间求解主要方法875.2蒙特卡洛法研究与改进87-925.2.1蒙特卡洛法原理及现有算法87-895.2.2蒙特卡洛法存在的问题89-905.2.3蒙特卡洛法改进90-925.3掘进机器人工作空间求解92-1005.3.1不同工具工作空间的统一化92-935.3.2工作空间的特点分析93-945.3.3工作空间的数值求解94-965.3.4求解结果对比分析96-1005.4本章小结100-101第6章掘进机器人运动灵活性分析101-1316.1机器人的运动灵活性问题101-1046.1.1机器人运动灵活性指标101-1036.1.2雅可比矩阵量纲不统一问题分析103-1046.2可变加权矩阵104-1116.2.1关于雅可比矩阵规范化的考虑104-1066.2.2基于可变加权矩阵的雅可比矩阵规范化106-1106.2.3基于可变加权矩阵的雅可比矩阵范数110-1116.3可变加权矩阵用于机器人运动性能评价111-1146.4可变加权矩阵用于机器人设计及应用优化114-1176.4.1平面三自由度机械手设计优化114-1156.4.2Puma560机械手的各向同性位形115-1176.5掘进机器人的运动性能评价117-1306.5.1掘进机器人的雅可比矩阵117-1226.5.2掘进机器人雅可比矩阵存在的问题122-1236.5.3运动性能研究123-1306.6本章小结130-131第7章结论131-133参考文献133-142致谢142-143攻读博士学位期间参与的研究课题143-144攻读博士学位期间发表