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目录 1

第1章 绪论 1

1.1 我国开展隧道凿岩机器人研究的必要性 2

1.2 隧道凿岩机器人的国内外发展现状 7

1.3 隧道凿岩机器人概述 12

1.4 隧道凿岩机器人的研制 18

第2章 二臂隧道凿岩机器人的基本结构与性能 21

2.1 简介 21

2.2 整机基本结构 22

2.3 系统基本功能 24

2.4 液压系统 26

2.5 电气控制系统 33

2.6 计算机控制系统基本构成 35

2.7 整机性能参数 39

第3章 隧道凿岩机器人机械臂运动学研究 43

3.1 机械臂——钻臂的定位机构 43

3.2 钻臂正向运动学方程的建立 48

3.3 隧道凿岩机器人的车体定位方法 58

3.4 隧道凿岩机器人逆运动学研究 66

第4章 隧道凿岩机器人的工作空间 108

4.1 隧道凿岩机器人钻臂工作空间的描述 109

4.2 计算钻臂工作空间的数值法 110

4.3 数值解法求钻臂的工作空间的仿真结果 114

4.4 基于结构的隧道凿岩机器人钻臂工作空间 121

第5章 隧道凿岩机器人的干涉判别 128

5.1 杆件的简化模型 129

5.2 干涉判别算法思路 132

5.3 直线段间的位置关系 133

5.4 两直线段间的最短距离 140

5.5 平面干涉判别 143

5.6 环境干涉判别 145

5.7 算法仿真分析 149

5.8 有关干涉检测算法的几点说明 150

第6章 隧道凿岩机器人孔序任务动态规划 151

6.1 任务规划的基本概念 154

6.2 隧道凿岩机器人钻臂孔序任务规划 165

第7章 隧道凿岩机器人钻臂定位控制技术 217

7.1 钻臂结构组成及几何分析 217

7.2 支臂缸运动速度的策划 225

7.3 双三角钻臂平行联动机构的机理建模与参数估计 233

7.4 钻臂平行联动机构定位过程自适应控制策略 250

7.5 凿岩机器人钻臂定位控制过程 263

第8章 隧道凿岩机器人凿岩过程的计算机控制 265

8.1 概述 265

8.2 凿岩过程的计算机控制 272

第9章 SUNWARD隧道凿岩机器人控制系统 284

9.1 隧道凿岩机器人工作原 284

9.2 计算机控制系统基本硬件构成 288

9.3 控制过程的软件实现 290

9.4 SUNWARD隧道凿岩机器人控制系统软件 292

参考文献 308