主被动相融合的抗冲击柔性关节及其控制研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-21页 |
| 1.1 课题研究背景及研究目的和意义 | 第10页 |
| 1.2 轻型机械臂中柔性关节发展综述 | 第10-13页 |
| 1.2.1 德国宇航中心轻型机械臂 | 第11页 |
| 1.2.2 美国NASA轻型机械臂 | 第11-12页 |
| 1.2.3 MIT轻型机械臂 | 第12-13页 |
| 1.2.4 国内轻型机械臂 | 第13页 |
| 1.3 串联弹性驱动器的研究现状 | 第13-16页 |
| 1.4 柔性关节建模及控制方法综述 | 第16-20页 |
| 1.4.1 柔性关节建模综述 | 第16-17页 |
| 1.4.2 柔性关节控制方法 | 第17-20页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第20-21页 |
| 第2章 柔性关节的结构设计 | 第21-39页 |
| 2.1 引言 | 第21页 |
| 2.2 柔性关节的总体设计 | 第21-23页 |
| 2.2.1 关节设计要求 | 第21页 |
| 2.2.2 关节设计方案 | 第21-23页 |
| 2.3 SEA中弹性元件设计 | 第23-27页 |
| 2.3.1 设计要求 | 第23页 |
| 2.3.2 材料选择 | 第23-24页 |
| 2.3.3 结构设计及优化 | 第24-26页 |
| 2.3.4 刚度分析 | 第26-27页 |
| 2.4 驱动传动系统设计 | 第27-30页 |
| 2.4.1 驱动电机选型与安装 | 第27-28页 |
| 2.4.2 减速器选型与安装 | 第28-29页 |
| 2.4.3 轴承选型与安装 | 第29-30页 |
| 2.5 传感和电气系统设计 | 第30-33页 |
| 2.5.1 传感系统 | 第30-33页 |
| 2.5.2 电气系统 | 第33页 |
| 2.6 失电制动器设计 | 第33-36页 |
| 2.6.1 工作原理 | 第33-34页 |
| 2.6.2 弹簧的设计与选择 | 第34-36页 |
| 2.7 关键零部件的强度校核 | 第36-37页 |
| 2.8 柔性关节样机及实际参数 | 第37-38页 |
| 2.9 本章小结 | 第38-39页 |
| 第3章 柔性关节动力学建模及参数辨识 | 第39-53页 |
| 3.1 引言 | 第39页 |
| 3.2 柔性关节动力学模型的建立 | 第39-44页 |
| 3.2.1 串联弹性驱动器常用的力学模型 | 第39-40页 |
| 3.2.2 柔性关节动力学模型 | 第40-42页 |
| 3.2.3 柔性关节相关特性分析 | 第42-44页 |
| 3.3 柔性关节参数辨识 | 第44-52页 |
| 3.3.1 关节刚度辨识 | 第45-47页 |
| 3.3.2 关节摩擦辨识 | 第47-51页 |
| 3.3.3 电机力矩系数辨识 | 第51-52页 |
| 3.4 本章小结 | 第52-53页 |
| 第4章 柔性关节控制策略研究及仿真分析 | 第53-66页 |
| 4.1 引言 | 第53页 |
| 4.2 柔性关节位置控制研究 | 第53-58页 |
| 4.2.1 PD控制策略 | 第53-54页 |
| 4.2.2 PD+反步法分层控制策略 | 第54-56页 |
| 4.2.3 仿真分析 | 第56-58页 |
| 4.3 柔性关节力柔顺控制研究 | 第58-64页 |
| 4.3.1 关节力矩伺服控制策略 | 第59页 |
| 4.3.2 关节阻抗控制策略 | 第59-61页 |
| 4.3.3 仿真分析 | 第61-64页 |
| 4.4 柔性关节静态和动态冲击仿真 | 第64-65页 |
| 4.5 本章小结 | 第65-66页 |
| 第5章 柔性关节性能实验研究 | 第66-76页 |
| 5.1 引言 | 第66页 |
| 5.2 柔性关节的性能实验平台 | 第66-67页 |
| 5.3 柔性关节位置控制实验 | 第67-70页 |
| 5.4 柔性关节力柔顺控制实验 | 第70-74页 |
| 5.4.1 关节输出端固定时力矩跟踪实验 | 第70-71页 |
| 5.4.2 关节扰动及碰撞实验 | 第71-73页 |
| 5.4.3 关节零力矩控制实验 | 第73-74页 |
| 5.5 柔性关节冲击实验 | 第74-75页 |
| 5.6 本章小结 | 第75-76页 |
| 结论 | 第76-78页 |
| 参考文献 | 第78-82页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 | 第82-84页 |
| 致谢 | 第84页 |
