| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-16页 |
| 1.1 课题研究背景与意义 | 第11-12页 |
| 1.2 工业机器人的国内外发展状况 | 第12-14页 |
| 1.2.1 国外概况 | 第12-13页 |
| 1.2.2 国内概况 | 第13-14页 |
| 1.3 课题研究内容 | 第14-15页 |
| 1.4 本章小结 | 第15-16页 |
| 第二章 工业机器人整体方案设计 | 第16-26页 |
| 2.1 控制系统整体方案选择 | 第16-19页 |
| 2.2 EtherCAT总线概要 | 第19-20页 |
| 2.2.1 EtherCAT总线原理 | 第19-20页 |
| 2.2.2 EtherCAT总线驱动移植 | 第20页 |
| 2.3 实时双内核系统RTAI-Linux | 第20-24页 |
| 2.3.1 标准Linux实时性分析及改造方法 | 第20-21页 |
| 2.3.2 RTAI概述 | 第21-22页 |
| 2.3.3 基于RTAI的实时Linux扩展 | 第22-24页 |
| 2.3.4 实时性测试 | 第24页 |
| 2.4 LinuxCNC简介 | 第24-25页 |
| 2.5 本章小结 | 第25-26页 |
| 第三章 机器人理论算法与实现 | 第26-56页 |
| 3.1 坐标描述与变换 | 第26-30页 |
| 3.1.1 概述 | 第26页 |
| 3.1.2 位置与姿态的描述 | 第26-27页 |
| 3.1.3 算子：平移、旋转和复合变换 | 第27-29页 |
| 3.1.4 本项目中位姿的描述方法 | 第29-30页 |
| 3.2 机器人连杆描述与坐标建立 | 第30-36页 |
| 3.2.1 连杆描述与连杆连接描述 | 第30-31页 |
| 3.2.2 D-H参数建模法 | 第31-33页 |
| 3.2.3 PUMA560工业机器人建模与 3D仿真实现 | 第33-36页 |
| 3.3 机器人运动学算法 | 第36-47页 |
| 3.3.1 正运动学算法 | 第37-39页 |
| 3.3.2 逆运动学算法 | 第39-45页 |
| 3.3.4 PUMA560机器人正逆运动学算法的实现 | 第45-47页 |
| 3.4 轨迹规划 | 第47-55页 |
| 3.4.1 轨迹规划概念与分类 | 第47-48页 |
| 3.4.2 速度规划 | 第48-51页 |
| 3.4.3 笛卡尔空间轨迹规划 | 第51-52页 |
| 3.4.4 关节空间轨迹规划及实现 | 第52-55页 |
| 3.5 本章小结 | 第55-56页 |
| 第四章 软件系统研究与设计 | 第56-82页 |
| 4.1 软件系统架构 | 第56-64页 |
| 4.1.1 任务控制器 | 第57-59页 |
| 4.1.2 I/O控制器 | 第59-60页 |
| 4.1.3 运动控制器 | 第60-64页 |
| 4.2 模块间通信机制设计 | 第64-70页 |
| 4.2.1 RCS/NML通信机制 | 第65-69页 |
| 4.2.2 共享内存通信机制 | 第69-70页 |
| 4.3 硬件抽象层HAL | 第70-75页 |
| 4.3.1 HAL硬件抽象层的原理及实现 | 第70-71页 |
| 4.3.2 HAL脚本语言规则 | 第71-72页 |
| 4.3.3 系统硬件抽象层HAL的设计 | 第72-75页 |
| 4.4 机器人绝对位置的获取 | 第75-80页 |
| 4.4.1 增量式光电编码器 | 第75-77页 |
| 4.4.2 绝对式光电编码器 | 第77-78页 |
| 4.4.3 直接读取编码器绝对值的系统改造 | 第78-80页 |
| 4.5 本章小结 | 第80-82页 |
| 第五章 机器人操作界面设计及系统仿真实验 | 第82-100页 |
| 5.1 机器人操作界面设计 | 第82-88页 |
| 5.1.1 界面开发环境介绍 | 第82页 |
| 5.1.2 Python的C/C++扩展 | 第82-85页 |
| 5.1.3 操作界面总体设计与实现 | 第85-88页 |
| 5.2 算法仿真实验及分析 | 第88-99页 |
| 5.2.1 实验平台搭建 | 第88-89页 |
| 5.2.2 正逆运动学算法实验与分析 | 第89-92页 |
| 5.2.3 绝对位置获取实验仿真与分析 | 第92-94页 |
| 5.2.4 控制系统功能实验与分析 | 第94-99页 |
| 5.3 本章小结 | 第99-100页 |
| 总结与展望 | 第100-102页 |
| 总结 | 第100页 |
| 展望 | 第100-102页 |
| 参考文献 | 第102-106页 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 | 第106-107页 |
| 致谢 | 第107-108页 |
| 答辩委员会对论文的评定意见 | 第108页 |