本書將基礎理論與工程實踐相結合，系統(tǒng)闡述了空間大型桁架結構的人機協(xié)作裝配基本問題和解決方法，介紹了大型桁架結構在空間站任務擴展、大型空間設施組裝與建造中的應用。全書圍繞大型桁架結構人機協(xié)作組裝的理論和實際問題進行闡述，共分6章：第1章概述了空間大型桁架結構的組裝技術發(fā)展現(xiàn)狀和應用需求，第2章主要介紹空間可擴展桁架結構平臺系統(tǒng)及其構建方法，第3章闡述高剛度標準模塊單元的結構設計方法，第4章介紹人機協(xié)作的裝配任務規(guī)劃，第5章討論了機器人裝配操作與協(xié)調控制問題，第6章介紹了桁架結構組裝性能驗證與評估。
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目錄
第1章 緒論1
1.1 國內外研究現(xiàn)狀/1
1.1.1 空間桁架裝配技術研究現(xiàn)狀/3
1.1.2 人機協(xié)同技術研究現(xiàn)狀/8
1.1.3 人機任務分配研究現(xiàn)狀/9
1.1.4 目標位姿檢測技術研究現(xiàn)狀/10
1.1.5 柔順裝配技術研究現(xiàn)狀/11
1.2 空間大型桁架結構需求分析/13
1.2.1 空間站長期運行與擴展需求/13
1.2.2 空間大型載荷在軌組裝需求/15
1.2.3 典型可擴展桁架結構特征分析/15
1.3 本書的主要內容/17
第2章 可擴展桁架結構平臺系統(tǒng)19
2.1 可擴展桁架結構的構建方法/19
2.1.1 可擴展桁架結構的基本單元/19
2.1.2 可擴展桁架的鄰接矩陣描述/21
2.1.3 可擴展桁架的標準化設計/26
2.1.4 可擴展桁架的構建綜合設計/30
2.2 可擴展桁架結構系統(tǒng)/40
2.2.1 直立桁架結構/40
2.2.2 矩形桁架結構/45
2.2.3 過渡連接桁架結構/46
2.3 小結/49
第3章 高剛度標準模塊單元結構設計50
3.1 可擴展桁架標準模塊單元參數(shù)確定/50
3.2 桁架接頭系統(tǒng)的綜合設計理論/53
3.2.1 桁架接頭系統(tǒng)的綜合設計方法/53
3.2.2 桁架接頭系統(tǒng)的拓撲層綜合/54
3.2.3 桁架接頭系統(tǒng)的結構層設計/60
3.2.4 桁架接頭系統(tǒng)的動力層設計/64
3.3 徑向快裝接頭的結構方案設計/66
3.3.1 徑向快裝接頭結構方案一/66
3.3.2 徑向快裝接頭結構方案二/67
3.3.3 徑向快裝接頭結構方案三/68
3.3.4 徑向快裝接頭結構方案四/69
3.3.5 徑向快裝接頭結構方案五/70
3.3.6 徑向快裝接頭結構方案六/71
3.3.7 徑向快裝接頭結構方案七/72
3.4 軸向快裝接頭的結構方案設計/72
3.4.1 軸向快裝接頭結構方案一/73
3.4.2 軸向快裝接頭結構方案二/74
3.4.3 軸向快裝接頭結構方案三/74
3.5 桁架接頭的電接口設計/76
3.6 高剛度標準模塊單元的設計分析/78
3.6.1 高剛度標準模塊單元的減重設計/78
3.6.2 高剛度標準模塊單元的承載能力分析/80
3.6.3 接頭系統(tǒng)的裝配性能設計與分析/93
3.7 適應人機協(xié)同裝配的桁架結構裝配優(yōu)化設計/95
3.7.1 桁架結構裝配優(yōu)化設計/95
3.7.2 整機裝配偏差分析/97
3.7.3 接頭系統(tǒng)間隙及剛度分析/112
3.8 小結/116
第4章 人機協(xié)作裝配的任務規(guī)劃118
4.1 桁架裝配的人機協(xié)作模式/118
4.1.1 典型人機協(xié)同工作方式/119
4.1.2 空間環(huán)境下的人機功能特點分析/120
4.2 桁架結構的裝配任務建模/123
4.2.1 桁架結構裝配序列規(guī)劃/124
4.2.2 桿件單元裝配動素分解/129
4.2.3 桁架結構單元裝配任務建模/132
4.3 桁架裝配的人機任務分配/136
4.3.1 桁架裝配的人機能力約束/137
4.3.2 桁架裝配的人機任務分配指標體系/137
4.3.3 桁架裝配的人機任務分配方案/141
4.4 桁架結構的人機協(xié)作裝配仿真/149
4.4.1 桁架單元裝配仿真的場景構建/149
4.4.2 桁架單元裝配任務仿真/150
4.5 人機協(xié)作的裝配驗證/160
4.5.1 基于雙臂協(xié)作機器人的裝配驗證/160
4.5.2 基于6自由度機械臂的裝配驗證/167
4.6 小結/173
第5章 機器人裝配操作與協(xié)調控制174
5.1 視覺位姿測量與工作空間規(guī)劃/174
5.1.1 機械臂視覺系統(tǒng)標定/174
5.1.2 桿件目標位姿檢測/180
5.1.3 機械臂工作空間運動規(guī)劃/185
5.2 基于力傳感的桿件與球節(jié)點雙臂柔順裝配試驗/190
5.2.1 雙臂協(xié)同裝配桿件的過程分析/191
5.2.2 桿件配合工況分類與力學建模/197
5.2.3 基于力傳感的桿件柔順裝配策略/203
5.3 桿件與球節(jié)點的雙臂柔順裝配試驗/208
5.3.1 柔順裝配試驗平臺搭建/209
5.3.2 柔順裝配試驗驗證與分析/210
5.4 小結/218
第6章 桁架結構組裝性能驗證與評估219
6.1 桁架結構組裝性能試驗準備/219
6.1.1 測試場地和環(huán)境條件/219
6.1.2 被測產(chǎn)品組成及測試設備/219
6.1.3 大型可擴展空間桁架結構數(shù)字樣機/226
6.1.4 大型空間桁架結構在軌擴展與構建方式/231
6.1.5 桁架單元組成模塊通用化、標準化接口及快速插拔功能/232
6.2 桁架結構的組裝定位精度/233
6.2.1 桁架組裝地面試驗系統(tǒng)標定/234
6.2.2 定位精度計算與測試/236
6.3 直立桁架結構地面樣機模態(tài)試驗/236
6.3.1 產(chǎn)品狀態(tài)、測試儀表及方法/237
6.3.2 一端自由、一端固支工況/238
6.3.3 自由狀態(tài)、空載工況/244
6.4 桁架結構組裝技術成熟度/247
6.5 小結/247
參考文獻248
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