基于腱驱动的人形机器人模块化关节及控制系统研究
| 致谢 | 第4-5页 |
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-20页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第11页 |
| 1.2 机器人研究现状 | 第11-12页 |
| 1.3 机器人腱驱动研究发展综述 | 第12-18页 |
| 1.3.1 腱(柔索)驱动研究现状 | 第12-17页 |
| 1.3.2 钢丝绳建模方法研究现状 | 第17页 |
| 1.3.3 柔性关节机械臂控制方法 | 第17-18页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第18-20页 |
| 第2章 腱传动特性分析 | 第20-29页 |
| 2.1 引言 | 第20页 |
| 2.2 典型腱传动方式分析 | 第20-22页 |
| 2.2.1 代替直齿轮机构 | 第20-21页 |
| 2.2.2 代替锥齿轮机构 | 第21-22页 |
| 2.3 传动空回模型 | 第22-26页 |
| 2.3.1 传动空回迟滞模型 | 第23-24页 |
| 2.3.2 动空回死区模型 | 第24页 |
| 2.3.3 基于Sigmoid函数的近似死区模型 | 第24-25页 |
| 2.3.4 “振-冲”模型 | 第25-26页 |
| 2.4 钢丝绳特性分析 | 第26-27页 |
| 2.5 本章小结 | 第27-29页 |
| 第3章 模块化关节及腱传动系统设计 | 第29-45页 |
| 3.1 引言 | 第29页 |
| 3.2 关节模块设计 | 第29-40页 |
| 3.2.1 关节模块性能指标设计 | 第29-30页 |
| 3.2.2 关节模块关键元件选型 | 第30-33页 |
| 3.2.3 机器人关节模块总体设计 | 第33-34页 |
| 3.2.4 腱轮及锁紧装置设计 | 第34-36页 |
| 3.2.5 关节模块主要结构校核 | 第36-40页 |
| 3.3 腱传动系统搭建 | 第40-42页 |
| 3.3.1 传动机构方案设计 | 第40页 |
| 3.3.2 传动单元分析与设计 | 第40-42页 |
| 3.3.3 传动机构结构总体设计 | 第42页 |
| 3.4 关键电路设计 | 第42-44页 |
| 3.4.1 张力采集电路 | 第42-43页 |
| 3.4.2 编码器采集电路 | 第43-44页 |
| 3.5 本章小结 | 第44-45页 |
| 第4章 腱传动控制系统设计及分析 | 第45-62页 |
| 4.1 引言 | 第45-46页 |
| 4.2 腱传动系统动力学研究 | 第46-50页 |
| 4.2.1 关节模块动力学建模 | 第46-48页 |
| 4.2.2 基于张力传感器动力学建模及分析 | 第48-50页 |
| 4.3 控制方法介绍 | 第50-53页 |
| 4.3.1 PID控制 | 第51-52页 |
| 4.3.2 反步法自适应控制 | 第52-53页 |
| 4.4 系统控制方法设计 | 第53-58页 |
| 4.4.1 谐波减速器控制方法 | 第53-54页 |
| 4.4.2 基于反步法的腱传动控制设计 | 第54-58页 |
| 4.5 反步法控制器仿真分析 | 第58-61页 |
| 4.6 本章小结 | 第61-62页 |
| 第5章 腱驱动系统实验验证 | 第62-70页 |
| 5.1 引言 | 第62页 |
| 5.2 传感采集系统实验 | 第62-64页 |
| 5.2.1 编码器采集 | 第62-64页 |
| 5.2.2 张力传感器标定 | 第64页 |
| 5.3 关节模块特性实验 | 第64-66页 |
| 5.3.1 关节模块速度性能测试 | 第65页 |
| 5.3.2 关节模块输出扭矩测试 | 第65-66页 |
| 5.4 腱传动系统控制实验 | 第66-69页 |
| 5.4.1 实验平台搭建 | 第66-67页 |
| 5.4.2 系统控制性能实验 | 第67-69页 |
| 5.5 本章小结 | 第69-70页 |
| 第6章 总结与展望 | 第70-72页 |
| 6.1 全文总结 | 第70-71页 |
| 6.2 研究展望 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-74页 |
