●第1章緒論1
1.1打磨機器人概述1
1.2風機葉片的結構及制造工藝2
1.2.1風機葉片的結構設計2
1.2.2風機葉片的材料選擇3
1.2.3風機葉片的制造工藝4
1.3移動機械手的研究概述6
1.3.1移動機械手的組成與特點6
1.3.2移動機械手的國內外研究狀況7
1.3.3移動機械手技術在機械加工中的應用10
1.4移動機械手的關鍵技術12
1.4.1移動機械手的運動規劃12
1.4.2移動機械手的協調控制13
1.4.3移動機械手的力控制15
1.5本書的主要內容17
第2章打磨機器人的總體方案19
2.1葉片打磨原理19
2.1.1葉片打磨方法19
2.1.2砂輪位姿分析20
2.2打磨繫統方案21
2.2.1繫統方案分析21
2.2.2打磨機器人的結構方案24
2.3打磨機器人的控制策略25
2.3.1葉片維護的工藝流程25
2.3.2機器人控制策略分析25
第3章打磨機器人的運動分析32
3.1移動平臺運動學分析32
3.1.1微分幾何非線性控制理論32
3.1.2非完整繫統描述34
3.1.3移動平臺的運動學模型35
3.1.4移動平臺的可控性分析38
3.2打磨機器人運動學分析38
3.2.1機械手的正運動學模型38
3.2.2打磨機器人的正運動學模型40
3.2.3打磨機器人的運動約束方程42
3.2.4打磨機器人的冗餘特性43
3.2.5打磨機器人的逆運動學分析44
3.2.6打磨機器人的工作空間46
3.3葉片的結構及參數48
3.4打磨機器人的軌跡規劃50
第4章打磨機器人的動力學分析54
4.1移動機械手的動力學模型54
4.2子繫統動力學模型59
4.2.1移動平臺動力學模型60
4.2.2機械手動力學模型62
4.3機器人繫統的耦合特性分析62
4.3.1機器人機構仿真模型63
4.3.2耦合力對子繫統的影響分析64
4.4基於整體動力學的控制分析66
4.4.1控制律的設計67
4.4.2仿真分析71
第5章打磨機器人的控制策略74
5.1自由運動狀態軌跡跟蹤控制74
5.1.1移動平臺的反步跟蹤控制75
5.1.2機械手的比例微分加前饋補償控制79
5.1.3仿真分析81
5.2接觸作業狀態的操作力控制84
5.2.1主動柔順控制84
5.2.2阻抗控制的實現方法87
5.2.3操作力的阻抗控制89
5.2.4仿真分析91
第6章風機葉片打磨作業的仿真實驗94
6.1作業繫統坐標繫的建立94
6.1.1環境坐標繫的建立94
6.1.2砂輪相對葉片的位姿描述95
6.1.3葉片相對機器人基坐標繫的位姿描述96
6.1.4機械手的關節速度97
6.2磨削力的分析98
6.3葉片打磨過程的控制模型99
6.4仿真實驗101
參考文獻114

本書針對用於風機葉片修復打磨的移動機械手進行了理論研究。對打磨機器人的機構、控制策略、運動學、動力學、操作力控制等進行了理論分析。確定了用於風機葉片修復打磨的機器人的機構方案；對打磨機器人的動力學和耦合特性進行了理論分析和仿真研究；分析了打磨機器人的打磨控制策略；基於阻抗控制策略，設計了葉片打磨過程的控制模型，完成了仿真實驗的研究。本書內容豐富，理論性強，能反映包括風機葉片在內的大型工件打磨機器人技術的近期新研究進展，具有很強的針對性。本書既可以作為高等院校相關專業研究生和高年級本科生的教材，也可以作為從事大型工件加工機器人和移動機械手研發的技術人員的參考用書。