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     本書主要介紹自主研拋機器人技術的相關理論基礎與前沿技術，是作者近年來在國家“863”等項目中所取得的學術研究成果和技術實踐的總結。書中基于實現用小型裝備對大型自由曲面進行精整加工的目標，利用移動操作機器人具有較好的操作靈活性和工作空間大的特點，提出了一種研磨大型自由曲面自主作業機器人的機械結構，并進行了關鍵技術的研究。重點針對研磨大型自由曲面自主作業機器人的曲面重構與定位方法、5-TTRRT機器人運動學動力學建模、運動規劃與運動控制、主被動結合的柔順控制方式等進行了深入論述。力求設計理念符合國內外先進技術的發展要求，設計內容與國內外新研究成果同步。

序
前言
第1章 緒論1 
 1.1 應用機器人技術精整加工大型自由曲面的背景1 
 1.2 機器人精整加工自由曲面技術研究進展2 
 1.3 移動作業機器人技術國內外研究現狀及關鍵技術研究6 
  1.3.1 移動作業機器人國內外研究現狀6 
  1.3.2 移動作業機器人關鍵技術研究9 
第2章 新型自主研磨作業機器人系統的研究16 
 2.1 移動研磨作業機器人系統16 
  2.1.1 自主作業研磨機器人系統技術思路16 
  2.1.2 自主作業研磨機器人的結構與性能要求17 
 2.2 自主作業研磨機器人機械本體的研制17 
  2.2.1 移動平臺的構建17 
  2.2.2 操作臂的研制18 
  2.2.3 研磨工具開發20 
 2.3 自主作業研磨機器人控制系統20 
 2.4 5-TTRRT機器人坐標系內研磨曲面的構建方法21 
  2.4.1 系統組成和工作原理22 
  2.4.2 自由曲面的三維重構23 
第3章 機器人研磨自由曲面的運動規劃29 
 3.1 5-TTRRT機器人運動學與動力學模型30 
  3.1.1 5-TTRRT機器人運動學模型30 
  3.1.2 5-TTRRT機器人動力學建模31 
  3.1.3 5-TTRRT機器人運動學動力學仿真32 
 3.2 自由曲面的分片規劃34 
  3.2.1 自由曲面特征的基礎34 
  3.2.2 自由曲面分片規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劃39 
 3.3 5-TTRRT研磨機器人的位姿與運動規劃41 
  3.3.1 移動平臺姿態控制策略41 
  3.3.2 研磨工具位姿在機器人運動空間中的表達42 
  3.3.3 自由曲面研磨精加工的行切法軌跡規劃44 
  3.3.4 自由曲面研磨精加工的環切法軌跡規劃45 
  3.3.5 行切法軌跡規劃與環切法軌跡規劃的比較45 
第4章 機器人研磨自由曲面的軌跡跟蹤控制策略47 
 4.1 滑模變結構基本理論47 
  4.1.1 滑模變結構控制的基本原理47 
  4.1.2 滑模變結構控制的特點48 
 4.2 PD+前饋型滑模變結構補償控制49 
  4.2.1 問題描述49 
  4.2.2 PD+前饋補償滑模控制器設計50 
 4.3 仿真研究53 
第5章 自主作業研磨機器人的柔順控制56 
 5.1 阻抗控制概述56 
  5.1.1 機器人阻抗控制56 
  5.1.2 阻抗控制模型57 
 5.2 機器人研磨工具端與環境的等效模型58 
  5.2.1 等效模型的建立58 
  5.2.2 研磨機器人系統的剛度系數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 阻抗控制中穩態力誤差分析64 
  5.3.3 調整阻抗參數的仿真研究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計68 
  5.4.2 常規阻抗控制與模糊阻抗控制的仿真研究71 
第6章 5-TTRRT機器人研磨實驗研究74 
 6.1 研磨材料的去除模型74 
 6.2 實驗平臺75 
 6.3 機器人研磨實驗76 
 6.4 研磨工藝參數對研磨效果影響的正交試驗77 
  6.4.1 因素水平確定77 
  6.4.2 各主要因素對研磨效果的影響79 
  6.4.3 實驗結果分析80 
附錄82 
參考文獻93