面向空间应用的人形机器人大负载一体化关节的研制
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 课题背景及研究意义 | 第9-10页 |
| 1.1.1 课题来源 | 第9页 |
| 1.1.2 研究目的及意义 | 第9-10页 |
| 1.2 人形机器人一体化关节综述 | 第10页 |
| 1.3 一体化关节国内外发展现状 | 第10-13页 |
| 1.3.1 国外研究现状 | 第10-12页 |
| 1.3.2 国内研究现状 | 第12-13页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第13-15页 |
| 第2章 空间人形机器人关节需求分析 | 第15-21页 |
| 2.1 引言 | 第15页 |
| 2.2 人形机器人系统分析 | 第15-16页 |
| 2.3 人形机器一体化关节分析 | 第16-17页 |
| 2.4 一体化关节配置分析 | 第17-18页 |
| 2.5 一体化关节性能指标论证 | 第18-20页 |
| 2.5.1 一体化关节负载能力 | 第18-20页 |
| 2.5.2 一体化关节的精度 | 第20页 |
| 2.5.3 中空走线要求 | 第20页 |
| 2.6 一体化关节性能指标要求 | 第20页 |
| 2.7 本章小结 | 第20-21页 |
| 第3章 一体化关节机械设计与指标校核 | 第21-36页 |
| 3.1 引言 | 第21页 |
| 3.2 总体结构方案 | 第21-22页 |
| 3.3 主要部件选型 | 第22页 |
| 3.4 关键指标的校核 | 第22-34页 |
| 3.4.1 谐减速器校核 | 第22-25页 |
| 3.4.2 输出主轴承校核 | 第25-28页 |
| 3.4.3 关键连接处螺栓校核 | 第28-30页 |
| 3.4.4 电机轴承校核 | 第30-32页 |
| 3.4.5 输出法兰优化分析 | 第32-33页 |
| 3.4.6 中轴优化分析 | 第33-34页 |
| 3.5 具体结构 | 第34-35页 |
| 3.6 本章小结 | 第35-36页 |
| 第4章 基于FPGA的关节驱动控制器的研制 | 第36-65页 |
| 4.1 引言 | 第36页 |
| 4.2 直流无刷电机控制原理与数学模型 | 第36-41页 |
| 4.2.1 直流无刷电机的结构及原理 | 第36-37页 |
| 4.2.2 无刷电机驱动方式 | 第37-38页 |
| 4.2.3 数学模型 | 第38-40页 |
| 4.2.4 Simulink仿真 | 第40-41页 |
| 4.3 控制硬件组成 | 第41-46页 |
| 4.3.1 硬件系统 | 第42-43页 |
| 4.3.2 大功率驱动板 | 第43-44页 |
| 4.3.3 隔离采集板 | 第44-46页 |
| 4.4 控制算法实现 | 第46-60页 |
| 4.4.1 控制模式 | 第48-49页 |
| 4.4.2 位置采集模块 | 第49-51页 |
| 4.4.3 速度采集模块 | 第51-55页 |
| 4.4.4 电流采集 | 第55-56页 |
| 4.4.5 PWM发生模块 | 第56-57页 |
| 4.4.6 换向模块 | 第57-58页 |
| 4.4.7 串.通讯 | 第58-60页 |
| 4.5 PID控制器 | 第60-63页 |
| 4.5.1 模拟PID架构 | 第60-61页 |
| 4.5.2 离散PID | 第61-62页 |
| 4.5.3 PID算法的FPGA实现 | 第62-63页 |
| 4.6 系统时序仿真图 | 第63-64页 |
| 4.7 本章小结 | 第64-65页 |
| 第5章 样机开发与实验研究 | 第65-72页 |
| 5.1 引言 | 第65页 |
| 5.2 样机开发与集成 | 第65-68页 |
| 5.2.1 电路板制作 | 第65页 |
| 5.2.2 机械加工及样机集成 | 第65-66页 |
| 5.2.3 上位机控制软件设计 | 第66-68页 |
| 5.3 实验研究 | 第68-71页 |
| 5.3.1 开环控制实验 | 第68-69页 |
| 5.3.2 闭环控制实验 | 第69页 |
| 5.3.3 负载实验 | 第69-70页 |
| 5.3.4 连续轨迹运动控制实验 | 第70-71页 |
| 5.4 本章小结 | 第71-72页 |
| 结论 | 第72-73页 |
| 参考文献 | 第73-77页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 | 第77-79页 |
| 致谢 | 第79页 |
