| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 插图索引 | 第10-13页 |
| 附表索引 | 第13-14页 |
| 第1章 绪论 | 第14-25页 |
| 1.1 前言 | 第14页 |
| 1.2 研究背景 | 第14-15页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第15-24页 |
| 1.3.1 地外天体采样机械臂研究现状 | 第15-20页 |
| 1.3.2 空间站机械臂的研究现状 | 第20-23页 |
| 1.3.3 空间机械臂关节非线性摩擦建模研究现状 | 第23-24页 |
| 1.4 本文主要工作内容 | 第24-25页 |
| 第2章 采样机械臂运动学 | 第25-39页 |
| 2.1 采样机械臂整体构型及采样任务分析 | 第25-28页 |
| 2.1.1 采样机械臂整体构型 | 第25-26页 |
| 2.1.2 采样机械臂在着陆器的安装位置 | 第26页 |
| 2.1.3 采样机械臂采样动作细分 | 第26-28页 |
| 2.2 采样机械臂运动学分析 | 第28-35页 |
| 2.2.1 齐次坐标变换与符号体系 | 第28-29页 |
| 2.2.2 D-H 运动学建模 | 第29-30页 |
| 2.2.3 月面采样机械臂运动学正解问题 | 第30-35页 |
| 2.3 月面采样机械臂逆运动学问题 | 第35-38页 |
| 2.3.1 月面采样机械臂逆运动学位置问题 | 第35-37页 |
| 2.3.2 月面采样机械臂逆运动学速度问题 | 第37-38页 |
| 2.4 本章小结 | 第38-39页 |
| 第3章 采样机械臂关节非线性摩擦建模与补偿 | 第39-47页 |
| 3.1 机械臂关节 | 第39-40页 |
| 3.1.1 关节模型 | 第39-40页 |
| 3.2 关节传动模型 | 第40-42页 |
| 3.2.1 等效电机传动模型 | 第40-41页 |
| 3.2.2 谐波减速器传动模型 | 第41页 |
| 3.2.3 机械臂关节非线性摩擦建模 | 第41-42页 |
| 3.3 基于 kalman 滤波-牛顿预测的角加速度估计 | 第42-44页 |
| 3.3.1 Kalman 滤波 | 第42-43页 |
| 3.3.2 牛顿预测方法 | 第43-44页 |
| 3.4 机械臂关节非线性摩擦模型 | 第44-45页 |
| 3.4.1 机械臂关节非线性摩擦的补偿 | 第44-45页 |
| 3.5 本章小结 | 第45-47页 |
| 第4章 采样机械臂关节节点控制器硬件设计 | 第47-60页 |
| 4.1 电机电流检测电路设计 | 第47-50页 |
| 4.1.1 MAX4072 | 第47-48页 |
| 4.1.2 电路详细设计 | 第48-50页 |
| 4.2 角度传感电路设计 | 第50-55页 |
| 4.2.1 旋转变压器测量角度信号原理 | 第50-51页 |
| 4.2.2 芯片 AU6802N1 简介 | 第51-52页 |
| 4.2.3 基于 AU6802N1 的角度传感电路设计 | 第52-55页 |
| 4.3 电机驱动电路设计 | 第55-58页 |
| 4.3.1 PWM 调速原理 | 第55页 |
| 4.3.2 L298 简介 | 第55页 |
| 4.3.3 基于 L298 的直流有刷电机驱动电路设计 | 第55-58页 |
| 4.4 CAN 通信电路设计 | 第58-59页 |
| 4.4.1 TJA1050 简介 | 第58页 |
| 4.4.2 基于 TJA1050 的 CAN 通信硬件电路设计 | 第58-59页 |
| 4.5 本章小结 | 第59-60页 |
| 第5章 采样机械臂控制系统软件设计 | 第60-79页 |
| 5.1 下位机程序设计 | 第60-61页 |
| 5.2 控制器配置文件 | 第61-74页 |
| 5.2.1 角度处理子程序设计 | 第61-63页 |
| 5.2.2 定时器子程序设计 | 第63-66页 |
| 5.2.3 电机电流检测 | 第66-70页 |
| 5.2.4 角速度求解 | 第70页 |
| 5.2.5 通信 | 第70-71页 |
| 5.2.6 电机控制子程序设计 | 第71-73页 |
| 5.2.7 主程序设计 | 第73-74页 |
| 5.3 上位机界面与软件 | 第74-78页 |
| 5.3.1 控制界面 | 第74-75页 |
| 5.3.2 JXB 软件框架结构 | 第75-78页 |
| 5.4 本章小结 | 第78-79页 |
| 第6章 采样机械臂实验 | 第79-88页 |
| 6.1 实验分析及准备工作 | 第79-82页 |
| 6.1.1 机械臂系统内部连接 | 第80-81页 |
| 6.1.2 机械臂系统辅助设备连接 | 第81-82页 |
| 6.2 理想工况下的采样转移实验 | 第82-85页 |
| 6.2.1 理想工况月面采样与初级封装实验 | 第82-83页 |
| 6.2.2 理想工况样品初级封装容器拔脱实验 | 第83-84页 |
| 6.2.3 理想工况样品初级封装容器转移实验 | 第84-85页 |
| 6.2.4 理想工况样品初级封装容器向密封封装容器内转移实验 | 第85页 |
| 6.3 极限工况下实验 | 第85-87页 |
| 6.3.1 极限工况月面采样及样品转移实验 | 第86页 |
| 6.3.2 极限工况样品初级封装容器拔脱实验 | 第86页 |
| 6.3.3 极限工况样品初级封装容器转移实验 | 第86页 |
| 6.3.4 极限工况样品初级封装容器向密封封装容器内转移实验 | 第86-87页 |
| 6.4 本章小结 | 第87-88页 |
| 总结与展望 | 第88-89页 |
| 参考文献 | 第89-93页 |
| 附录 A(攻读硕士学位期间发表的论文) | 第93-94页 |
| 附录 B(对话框类成员变量及成员函数列表) | 第94-97页 |
| 致谢 | 第97页 |
