服务机器人模块化柔性关节研制及其控制技术研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 课题来源 | 第10页 |
| 1.2 研究背景意义 | 第10页 |
| 1.3 柔性关节研究现状 | 第10-15页 |
| 1.3.1 机械臂柔性关节研究现状 | 第10-13页 |
| 1.3.2 串联弹性驱动器研究现状 | 第13-15页 |
| 1.4 柔性关节模型与控制算法研究现状 | 第15-17页 |
| 1.4.1 柔性关节模型研究现状 | 第15-16页 |
| 1.4.2 柔性关节控制算法研究现状 | 第16-17页 |
| 1.5 主要研究内容 | 第17-19页 |
| 第2章 柔性关节频域特性分析 | 第19-37页 |
| 2.1 引言 | 第19页 |
| 2.2 机器人的交互控制 | 第19-20页 |
| 2.2.1 传统机器人交互控制 | 第19页 |
| 2.2.2 柔性关节和交互控制 | 第19-20页 |
| 2.3 柔性关节动力学模型的建立 | 第20-25页 |
| 2.3.1 弹性单元的数学模型 | 第20-21页 |
| 2.3.2 控制单元的数学模型 | 第21页 |
| 2.3.3 驱动单元数学模型 | 第21-24页 |
| 2.3.4 柔性关节系统的传递函数 | 第24-25页 |
| 2.4 不同驱动源下系统稳定性分析 | 第25-34页 |
| 2.4.1 速度源下系统稳定性分析 | 第25-28页 |
| 2.4.2 位置源下系统稳定性分析 | 第28-30页 |
| 2.4.3 力源下系统稳定性分析 | 第30-34页 |
| 2.4.4 不同驱动源柔性关节系统特性分析 | 第34页 |
| 2.5 柔性关节系统性能分析 | 第34-36页 |
| 2.5.1 柔性关节的输出阻抗 | 第34-35页 |
| 2.5.2 柔性关节的抗冲击性 | 第35-36页 |
| 2.6 本章小结 | 第36-37页 |
| 第3章 模块化柔性关节的总体设计 | 第37-50页 |
| 3.1 引言 | 第37页 |
| 3.2 模块化柔性关节总体设计 | 第37-45页 |
| 3.2.1 模块化柔性关节的技术指标 | 第37-38页 |
| 3.2.2 柔性关节总体结构设计 | 第38-39页 |
| 3.2.3 柔性关节传动系统设计 | 第39-41页 |
| 3.2.4 柔性关节传感系统设计 | 第41-42页 |
| 3.2.5 柔性关节控制系统设计 | 第42-45页 |
| 3.3 弹性元件的设计与分析 | 第45-49页 |
| 3.3.1 设计要求 | 第45页 |
| 3.3.2 材料选择 | 第45-46页 |
| 3.3.3 结构设计 | 第46-48页 |
| 3.3.4 刚度仿真分析 | 第48-49页 |
| 3.4 本章小结 | 第49-50页 |
| 第4章 柔性关节动力学建模及控制仿真 | 第50-69页 |
| 4.1 引言 | 第50页 |
| 4.2 柔性关节的动力学模型 | 第50-52页 |
| 4.3 柔性关节位置控制研究 | 第52-61页 |
| 4.3.1 基于重力补偿的PD控制 | 第52-55页 |
| 4.3.2 基于模糊控制的PD控制 | 第55-58页 |
| 4.3.3 位置控制仿真对比 | 第58-61页 |
| 4.4 柔性关节阻抗控制研究 | 第61-68页 |
| 4.4.1 基于重力补偿的阻抗控制器 | 第62-64页 |
| 4.4.2 基于遗忘系数的自适应阻抗控制器 | 第64-66页 |
| 4.4.3 阻抗控制仿真对比 | 第66-68页 |
| 4.5 本章小结 | 第68-69页 |
| 第5章 模块化柔性关节实验 | 第69-80页 |
| 5.1 引言 | 第69页 |
| 5.2 柔性关节实验平台搭建 | 第69-70页 |
| 5.3 刚度标定实验 | 第70-72页 |
| 5.4 直线位移传感器标定实验 | 第72-74页 |
| 5.5 关节位置控制实验 | 第74-79页 |
| 5.5.1 跟随不同频率曲线实验 | 第74-76页 |
| 5.5.2 跟随不同幅值曲线实验 | 第76-77页 |
| 5.5.3 变负载跟随正弦曲线实验 | 第77-79页 |
| 5.6 本章小节 | 第79-80页 |
| 结论 | 第80-81页 |
| 参考文献 | 第81-85页 |
| 攻读学位期间发表过的学术论文及其它成果 | 第85-87页 |
| 致谢 | 第87页 |
