本书在作者多年工程实践与经验积累的基础上，系统阐述空间大型桁架结构的基本设计方法、人机协作的桁架组装技术及相关研究成果，展望大型桁架结构在空间站任务扩展、大型空间设施组装与建造中的应用前景。全书共6章，第1章概述空间大型桁架结构的组装技术发展现状与应用需求，第2章主要介绍空间可扩展桁架结构平台系统及其构建方法，第3章阐述高刚度标准模块单元的结构设计方法，第4章介绍人机协作的桁架组装任务规划，第5章讨论双臂机器人装配操作与协调控制问题，第6章介绍桁架结构组装的测试验证与性能评估。
样章试读
目录
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第1章 绪论1
1.1 国内外研究现状/1
1.1.1 空间桁架装配技术研究现状/3
1.1.2 人机协同技术研究现状/8
1.1.3 人机任务分配研究现状/9
1.1.4 目标位姿检测技术研究现状/10
1.1.5 柔顺装配技术研究现状/11
1.2 空间大型桁架结构需求分析/13
1.2.1 空间站长期运行与扩展需求/13
1.2.2 空间大型载荷在轨组装需求/15
1.2.3 典型可扩展桁架结构特征分析/15
1.3 本书的主要内容/17
第2章 可扩展桁架结构平台系统19
2.1 可扩展桁架结构的构建方法/19
2.1.1 可扩展桁架结构的基本单元/19
2.1.2 可扩展桁架的邻接矩阵描述/21
2.1.3 可扩展桁架的标准化设计/26
2.1.4 可扩展桁架的构建综合设计/30
2.2 可扩展桁架结构系统/40
2.2.1 直立桁架结构/40
2.2.2 矩形桁架结构/45
2.2.3 过渡连接桁架结构/46
2.3 小结/49
第3章 高刚度标准模块单元结构设计50
3.1 可扩展桁架标准模块单元参数确定/50
3.2 桁架接头系统的综合设计理论/53
3.2.1 桁架接头系统的综合设计方法/53
3.2.2 桁架接头系统的拓扑层综合/54
3.2.3 桁架接头系统的结构层设计/60
3.2.4 桁架接头系统的动力层设计/64
3.3 径向快装接头的结构方案设计/66
3.3.1 径向快装接头结构方案一/66
3.3.2 径向快装接头结构方案二/67
3.3.3 径向快装接头结构方案三/68
3.3.4 径向快装接头结构方案四/69
3.3.5 径向快装接头结构方案五/70
3.3.6 径向快装接头结构方案六/71
3.3.7 径向快装接头结构方案七/72
3.4 轴向快装接头的结构方案设计/72
3.4.1 轴向快装接头结构方案一/73
3.4.2 轴向快装接头结构方案二/74
3.4.3 轴向快装接头结构方案三/74
3.5 桁架接头的电接口设计/76
3.6 高刚度标准模块单元的设计分析/78
3.6.1 高刚度标准模块单元的减重设计/78
3.6.2 高刚度标准模块单元的承载能力分析/80
3.6.3 接头系统的装配性能设计与分析/93
3.7 适应人机协同装配的桁架结构装配优化设计/95
3.7.1 桁架结构装配优化设计/95
3.7.2 整机装配偏差分析/97
3.7.3 接头系统间隙及刚度分析/112
3.8 小结/116
第4章 人机协作装配的任务规划118
4.1 桁架装配的人机协作模式/118
4.1.1 典型人机协同工作方式/119
4.1.2 空间环境下的人机功能特点分析/120
4.2 桁架结构的装配任务建模/123
4.2.1 桁架结构装配序列规划/124
4.2.2 杆件单元装配动素分解/129
4.2.3 桁架结构单元装配任务建模/132
4.3 桁架装配的人机任务分配/136
4.3.1 桁架装配的人机能力约束/137
4.3.2 桁架装配的人机任务分配指标体系/137
4.3.3 桁架装配的人机任务分配方案/141
4.4 桁架结构的人机协作装配仿真/149
4.4.1 桁架单元装配仿真的场景构建/149
4.4.2 桁架单元装配任务仿真/150
4.5 人机协作的装配验证/160
4.5.1 基于双臂协作机器人的装配验证/160
4.5.2 基于6自由度机械臂的装配验证/167
4.6 小结/173
第5章 机器人装配操作与协调控制174
5.1 视觉位姿测量与工作空间规划/174
5.1.1 机械臂视觉系统标定/174
5.1.2 杆件目标位姿检测/180
5.1.3 机械臂工作空间运动规划/185
5.2 基于力传感的杆件与球节点双臂柔顺装配试验/190
5.2.1 双臂协同装配杆件的过程分析/191
5.2.2 杆件配合工况分类与力学建模/197
5.2.3 基于力传感的杆件柔顺装配策略/203
5.3 杆件与球节点的双臂柔顺装配试验/208
5.3.1 柔顺装配试验平台搭建/209
5.3.2 柔顺装配试验验证与分析/210
5.4 小结/218
第6章 桁架结构组装性能验证与评估219
6.1 桁架结构组装性能试验准备/219
6.1.1 测试场地和环境条件/219
6.1.2 被测产品组成及测试设备/219
6.1.3 大型可扩展空间桁架结构数字样机/226
6.1.4 大型空间桁架结构在轨扩展与构建方式/231
6.1.5 桁架单元组成模块通用化、标准化接口及快速插拔功能/232
6.2 桁架结构的组装定位精度/233
6.2.1 桁架组装地面试验系统标定/234
6.2.2 定位精度计算与测试/236
6.3 直立桁架结构地面样机模态试验/236
6.3.1 产品状态、测试仪表及方法/237
6.3.2 一端自由、一端固支工况/238
6.3.3 自由状态、空载工况/244
6.4 桁架结构组装技术成熟度/247
6.5 小结/247
参考文献248
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