| 摘要 | 第4-5页 |
| abstract | 第5页 |
| 注释表 | 第12-13页 |
| 缩略词 | 第13-14页 |
| 第一章 绪论 | 第14-22页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第14-15页 |
| 1.2 研究现状与发展趋势 | 第15-20页 |
| 1.2.1 柔性机器人的分类 | 第15-16页 |
| 1.2.2 国内外研究现状 | 第16-19页 |
| 1.2.3 现存的问题 | 第19页 |
| 1.2.4 关键技术分析 | 第19-20页 |
| 1.3 研究目标与主要研究内容 | 第20-21页 |
| 1.4 本文章节安排 | 第21-22页 |
| 第二章 柔性机械臂结构设计 | 第22-32页 |
| 2.1 机械臂整体设计方案 | 第22页 |
| 2.2 机械臂本体设计 | 第22-25页 |
| 2.2.1 中心体弹性材料的选择 | 第23-24页 |
| 2.2.2 关节结构设计与加工 | 第24-25页 |
| 2.3 电机驱动底座设计 | 第25-28页 |
| 2.3.1 底座整体设计与布局 | 第25-26页 |
| 2.3.2 驱动电机的选择与参数规格 | 第26-27页 |
| 2.3.3 电机减速箱的设计 | 第27-28页 |
| 2.4 实验平台设计与运动模式研究 | 第28-31页 |
| 2.4.1 实验平台主要参数 | 第28页 |
| 2.4.2 关节加工方案与具体设计研究 | 第28-29页 |
| 2.4.3 底座加工方案与具体设计研究 | 第29-30页 |
| 2.4.4 机械臂运动方案研究 | 第30-31页 |
| 2.5 本章小结 | 第31-32页 |
| 第三章 柔性机械臂运动学建模 | 第32-48页 |
| 3.1 引言 | 第32页 |
| 3.2 柔性机械臂建模基础 | 第32-33页 |
| 3.2.1 基于中心体的两个假设 | 第32页 |
| 3.2.2 主动关节的分析方法 | 第32-33页 |
| 3.3 单段柔性机械臂运动学分析 | 第33-38页 |
| 3.3.1 运动学反解分析 | 第33-35页 |
| 3.3.2 运动学正解分析 | 第35-36页 |
| 3.3.3 单段柔性机械臂的微分运动学 | 第36页 |
| 3.3.4 姿态角匀速变化下运动状态求解 | 第36-38页 |
| 3.4 多段柔性机械臂运动学分析研究 | 第38-41页 |
| 3.4.1 柔性机械臂D-H方程 | 第38-39页 |
| 3.4.2 多段柔性机械臂运动学建模 | 第39-41页 |
| 3.5 不同有效段数下末端运动的影响 | 第41-47页 |
| 3.5.1 单段运动下姿态与位置 | 第41-43页 |
| 3.5.2 两段运动下姿态与位置 | 第43-46页 |
| 3.5.3 三段运动下姿态与位置 | 第46-47页 |
| 3.6 本章小结 | 第47-48页 |
| 第四章 柔性机械臂动力学建模与仿真 | 第48-62页 |
| 4.1 单段柔性机械臂动力学分析研究 | 第48-52页 |
| 4.1.1 柔性机械臂动力学等效模型 | 第48-49页 |
| 4.1.2 柔性机械臂动力学建模 | 第49-52页 |
| 4.2 单段单自由度柔性机械臂动力学建模 | 第52-53页 |
| 4.2.1 等效刚性模型连杆长度变化简化 | 第52页 |
| 4.2.2 恒定连杆长度动力学建模 | 第52页 |
| 4.2.3 线性连杆长度动力学建模 | 第52-53页 |
| 4.3 单段柔性机械臂动力学仿真分析 | 第53-56页 |
| 4.3.1 单段动力学模型姿态控制传递函数 | 第53-54页 |
| 4.3.2 姿态角反馈下的单段柔性机械臂运动仿真分析 | 第54-55页 |
| 4.3.3 姿态角反馈下的单段柔性机械臂PID控制仿真 | 第55-56页 |
| 4.4 单段二自由度柔性机械臂动力学建模及仿真分析 | 第56-61页 |
| 4.4.1 姿态角固定前提下的动力学建模 | 第57-58页 |
| 4.4.2 姿态角联合下的PID控制仿真分析 | 第58-59页 |
| 4.4.3 姿态角的“PID-前馈”联合控制仿真分析 | 第59-61页 |
| 4.4.4 主动关节位置与导线长度仿真分析 | 第61页 |
| 4.5 本章小结 | 第61-62页 |
| 第五章 实验平台软硬件设计 | 第62-77页 |
| 5.1 引言 | 第62页 |
| 5.2 主控板设计 | 第62-66页 |
| 5.2.1 控制芯片功能与选型 | 第63-64页 |
| 5.2.2 电源模块设计 | 第64-65页 |
| 5.2.3 电机驱动模块设计 | 第65页 |
| 5.2.4 通信模块设计 | 第65-66页 |
| 5.3 姿态板设计 | 第66-68页 |
| 5.3.1 姿态传感器选择 | 第66-67页 |
| 5.3.2 姿态感知模块设计 | 第67-68页 |
| 5.4 上位机控制软件设计 | 第68-70页 |
| 5.4.1 软件功能定义 | 第68-69页 |
| 5.4.2 上位机软件UI设计与实现 | 第69-70页 |
| 5.5 主控板软件设计 | 第70-72页 |
| 5.5.1 板间CAN总线通信协议与设计 | 第70-71页 |
| 5.5.2 主控板电机控制任务设计 | 第71-72页 |
| 5.6 柔性机械臂运动实验 | 第72-76页 |
| 5.6.1 柔性机械臂实验平台搭建 | 第72-73页 |
| 5.6.2 主动操控模式单段弯曲测试 | 第73-76页 |
| 5.7 本章小结 | 第76-77页 |
| 第六章 总结与展望 | 第77-79页 |
| 6.1 本文研究工作总结 | 第77页 |
| 6.2 存在问题及后期研究方向 | 第77-79页 |
| 参考文献 | 第79-82页 |
| 致谢 | 第82-83页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第83页 |
