目录介绍
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第1章概论1
1.1柔性线缆的概念1
1.2柔性线缆的应用2
1.3柔性线缆的设计与装配3
1.4柔性线缆的虚拟装配仿真4
1.5本书内容和结构4
第一部分柔性线缆的物性建模技术
第2章线缆类柔性体的物性建模技术研究现状9
2.1引言9
2.2线缆类一维柔性体的物性建模技术10
2.2.1弹簧质点模型11
2.2.2多刚体段模型12
2.2.3弹性细杆模型14
2.2.4动态样条模型15
2.2.5有限元模型17
2.2.6其他模型18
2.3线缆类分支柔性体的物性建模技术19
本章小结21
第3章基于弯扭复合弹簧质点模型的单根线缆静力学建模技术22
3.1引言22
3.2线缆的弯扭复合弹簧质点模型22
3.3线缆模型中质点的受力分析23
3.3.1拉压力23
3.3.2弯曲力24
3.3.3扭转力25
3.3.4外力27
3.4线缆模型中弹簧弹性系数的确定27
3.4.1线性弹簧的弹性系数27
3.4.2弯曲弹簧的弹性系数27
3.4.3扭转弹簧的弹性系数28
3.5线缆模型的静力学求解28
3.6线缆中心线的分段贝塞尔曲线拟合30
柔性线缆的物性建模与装配仿真技术
｜目录｜
3.7线缆静力学模型验证30
3.7.1线缆的变形仿真30
3.7.2线缆模型的实验验证31
3.7.3线缆模型的有限元对比验证32
3.7.4线缆模型的实时性33
本章小结34
第4章基于多分支弹性细杆模型的分支线缆静力学建模技术35
4.1引言35
4.2线缆的连续弹性细杆模型（中心线四元数）35
4.2.1线缆连续模型简介35
4.2.2线缆连续模型的弹性势能36
4.2.3材料框架的中心线四元数表示方法38
4.2.4线缆连续模型的静力学求解39
4.3线缆的多分支弹性细杆模型40
4.3.1分支点连续的边界条件40
4.3.2多分支离散弹性细杆模型42
4.3.3多分支离散弹性细杆模型的总能量43
4.4分支线缆模型的静力学求解45
4.4.1非线性最优化方法45
4.4.2GPU加速技术48
4.5分支线缆的仿真效果53
4.5.1弯曲和扭转变形53
4.5.2外力作用54
4.5.3复杂拓扑结构54
本章小结55
第5章基于离散弹性细杆模型的柔性线缆动力学建模技术56
5.1引言56
5.2线缆的连续弹性细杆模型（中心线角度）56
5.2.1线缆连续模型的动能56
5.2.2材料框架的中心线角度表示方法57
5.3线缆的离散弹性细杆模型59
5.3.1线缆离散模型简介59
5.3.2线缆离散模型的弹性势能59
5.3.3线缆模型中离散扭角的计算61
5.3.4线缆模型中的力和力矩63
5.4线缆模型的动力学求解65
5.5线缆动力学模型验证66
本章小结68
第二部分柔性线缆的交互式虚拟装配仿真技术
第6章柔性线缆的交互式虚拟装配仿真技术研究现状71
6.1引言71
6.2商业化软件71
6.3自主开发软件72
本章小结74
第7章单根线缆的交互式虚拟装配仿真技术75
7.1引言75
7.2单根线缆的交互式虚拟装配仿真流程75
7.3单根线缆的运动学约束77
7.3.1控制点的约束77
7.3.2电连接器的约束77
7.3.3卡箍的约束78
7.4线缆的碰撞接触响应80
7.4.1线缆的碰撞检测81
7.4.2线缆的接触响应82
7.4.3仿真与实验验证83
7.5仿真系统的实现与实例验证85
7.5.1仿真系统的实现85
7.5.2仿真实例验证88
本章小结90
第8章分支线缆的交互式虚拟装配仿真技术91
8.1前言91
8.2分支线缆的交互式虚拟装配仿真流程91
8.3分支线缆的信息模型93
8.3.1分支线缆的信息模型描述93
8.3.2操作约束的边界条件95
8.3.3分支线缆信息模型的生成方法96
8.4分支线缆的虚拟实体模型97
8.5刚柔混合的装配过程模型99
8.6仿真系统的实现与实例验证101
8.6.1仿真系统的实现101
8.6.2仿真实例验证106
本章小结108
第三部分柔性线缆的机器人自动敷设仿真与实验技术
第9章柔性线缆的机器人自动规划技术研究现状111
9.1引言111
9.2线缆类柔性体的路径规划111
9.3线缆类柔性体的运动规划、操作规划和装配规划112
9.4线缆类柔性体的打结/解结114
9.5其他研究114
本章小结114
第10章柔性线缆的机器人自动敷设仿真技术116
10.1引言116
10.2线缆的机器人自动敷设问题描述116
10.3线缆的机器人自动敷设仿真流程118
10.4线缆的运动学约束119
10.5线缆的机器人自动敷设控制方法120
10.5.1单臂控制方法121
10.5.2双臂控制方法124
10.6线缆的机器人自动敷设仿真实例验证130
10.6.1直观控制仿真结果131
10.6.2单臂控制仿真结果134
10.6.3双臂控制仿真结果138
本章小结145
第11章柔性线缆的机器人自动敷设实验技术147
11.1引言147
11.2线缆的机器人自动敷设实验平台147
11.3线缆的机器人自动敷设实验流程148
11.4线缆仿真参数的确定方法149
11.5线缆的图像处理方法149
11.6线缆的机器人自动敷设实验实例验证151
11.6.1直观控制实验结果151
11.6.2单臂控制实验结果154
11.6.3双臂控制实验结果157
本章小结160
第四部分趋势与未来
第12章总结与展望163
12.1总结163
12.2展望164
12.2.1线缆的物性建模方面164
12.2.2线缆的交互式虚拟装配仿真方面165
12.2.3线缆的机器人自动敷设方面165
参考文献166