轻型无线化人机协作机械臂的研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-16页 |
| 1.1 课题来源及研究意义 | 第10-11页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第10页 |
| 1.1.2 研究目的及意义 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第11-14页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第14页 |
| 1.2.3 轻型无线化人机协作机械臂研究综述 | 第14-15页 |
| 1.3 本文主要研究内容 | 第15-16页 |
| 第2章 轻型无线化人机协作机械臂结构设计 | 第16-32页 |
| 2.1 轻型无线化人机协作机械臂技术指标的确定 | 第16-17页 |
| 2.2 关节所需负载力矩计算 | 第17-18页 |
| 2.3 关节零部件选型 | 第18-20页 |
| 2.4 模块化关节的设计 | 第20-25页 |
| 2.4.1 关节技术特点 | 第22页 |
| 2.4.2 关节主轴承校核 | 第22-25页 |
| 2.5 机械臂整体装配 | 第25-26页 |
| 2.6 机械臂末端精度计算 | 第26-28页 |
| 2.7 机械臂运动学分析 | 第28-29页 |
| 2.8 机械臂阻抗控制仿真 | 第29-31页 |
| 2.9 本章小结 | 第31-32页 |
| 第3章 无线化关节伺服控制器硬件设计 | 第32-39页 |
| 3.1 关节电源模块 | 第33-34页 |
| 3.2 控制芯片最小系统 | 第34-35页 |
| 3.3 编码器差分电路 | 第35-36页 |
| 3.4 功率驱动电路 | 第36-37页 |
| 3.5 电流采样电路 | 第37页 |
| 3.6 模数转换电路 | 第37-38页 |
| 3.7 关节控制器实物 | 第38页 |
| 3.8 本章小结 | 第38-39页 |
| 第4章 无线化关节伺服控制器软件设计 | 第39-61页 |
| 4.1 电机矢量控制算法分析 | 第39-43页 |
| 4.2 基于FPGA的电机矢量控制算法的实现 | 第43-50页 |
| 4.2.1 扇区判断 | 第44-45页 |
| 4.2.2 转子角度计算 | 第45-47页 |
| 4.2.3 正余弦的计算 | 第47-48页 |
| 4.2.4 反Park变换 | 第48页 |
| 4.2.5 晶闸管导通时间计算 | 第48-49页 |
| 4.2.6 中心对称PWM波形的生成 | 第49-50页 |
| 4.3 信号采样处理及控制算法构建 | 第50-57页 |
| 4.3.1 电流传感器数据的采集与处理 | 第50-52页 |
| 4.3.2 速度计算模块 | 第52-53页 |
| 4.3.3 位置传感器数据的读取 | 第53-54页 |
| 4.3.4 控制算法的构建 | 第54-57页 |
| 4.4 通信程序设计 | 第57-59页 |
| 4.4.1 控制器FPGA与ARM的SPI通信 | 第57-58页 |
| 4.4.2 串口通信模块 | 第58页 |
| 4.4.3 无线通信 | 第58-59页 |
| 4.5 基于FPGA电机矢量控制系统结构 | 第59-60页 |
| 4.6 本章小结 | 第60-61页 |
| 第5章 多轴机器人样机性能试验 | 第61-74页 |
| 5.1 样机集成 | 第61-63页 |
| 5.1.1 关节装配 | 第61-62页 |
| 5.1.2 控制器装配 | 第62-63页 |
| 5.2 关节测试平台介绍 | 第63-64页 |
| 5.3 电机实验 | 第64-67页 |
| 5.3.1 电流环实验 | 第65-66页 |
| 5.3.2 速度环实验 | 第66-67页 |
| 5.3.3 位置环实验 | 第67页 |
| 5.4 关节实验 | 第67-72页 |
| 5.4.1 关节负载实验 | 第67-68页 |
| 5.4.2 阻力矩测试实验 | 第68-69页 |
| 5.4.3 刚度测试实验 | 第69-70页 |
| 5.4.4 电流力矩标定实验 | 第70-71页 |
| 5.4.5 双关节运动实验 | 第71-72页 |
| 5.5 机械臂功能演示实验 | 第72-73页 |
| 5.6 本章小结 | 第73-74页 |
| 结论 | 第74-75页 |
| 参考文献 | 第75-79页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 | 第79-81页 |
| 致谢 | 第81页 |
