七自由度机械臂控制系统设计与研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 研究目的和意义 | 第10-11页 |
| 1.2 研究与发展现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 国外机器人技术发展概况 | 第11-13页 |
| 1.2.2 国内机器人技术发展概况 | 第13-15页 |
| 1.3 论文组织结构 | 第15-18页 |
| 第二章 七自由度机械臂模型 | 第18-30页 |
| 2.1 正运动学模型的建立 | 第18-24页 |
| 2.1.1 机械臂机构介绍 | 第18页 |
| 2.1.2 机械臂的运动学基础 | 第18-20页 |
| 2.1.3 正运动学方程 | 第20-22页 |
| 2.1.4 仿真与分析 | 第22-24页 |
| 2.2 逆运动学模型的建立 | 第24-26页 |
| 2.2.1 逆运动学方程 | 第24-26页 |
| 2.2.2 仿真与分析 | 第26页 |
| 2.3 工作空间 | 第26-29页 |
| 2.4 本章小结 | 第29-30页 |
| 第三章 七自由度机械臂的路径规划 | 第30-42页 |
| 3.1 路径规划算法概述 | 第30页 |
| 3.2 关节空间的轨迹规划算法 | 第30-37页 |
| 3.2.1 三次多项式插值算法 | 第31-33页 |
| 3.2.2 五次多项式插值算法 | 第33-37页 |
| 3.3 笛卡尔空间的轨迹规划算法 | 第37-40页 |
| 3.3.1 空间直线轨迹规划算法 | 第37-39页 |
| 3.3.2 空间圆弧轨迹规划算法 | 第39-40页 |
| 3.4 本章小结 | 第40-42页 |
| 第四章 七自由度机械臂硬件系统的设计 | 第42-52页 |
| 4.1 硬件总体设计 | 第42-43页 |
| 4.2 器件的选型 | 第43-47页 |
| 4.2.1 微处理器 | 第43-44页 |
| 4.2.2 传感器选型 | 第44-47页 |
| 4.3 总线概要 | 第47-50页 |
| 4.3.1 SPI总线 | 第47-48页 |
| 4.3.2 CAN总线 | 第48-50页 |
| 4.4 系统硬件电路设计 | 第50-51页 |
| 4.4.1 STM32F103CBT6的最小系统 | 第50-51页 |
| 4.4.2 ADXL345与SPI接口的通讯 | 第51页 |
| 4.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 第五章 七自由度机械臂控制系统软件设计 | 第52-68页 |
| 5.1 控制软件设计 | 第52-54页 |
| 5.1.1 PID控制器原理 | 第52页 |
| 5.1.2 机械臂控制器原理 | 第52-53页 |
| 5.1.3 PID算法原理 | 第53-54页 |
| 5.2 上位机软件设计 | 第54-58页 |
| 5.2.1 软件需求分析 | 第54页 |
| 5.2.2 软件总架构 | 第54-55页 |
| 5.2.3 界面设计 | 第55-56页 |
| 5.2.4 MFC的消息机制 | 第56-58页 |
| 5.3 通信协议介绍 | 第58-63页 |
| 5.3.1 通信协议与标准 | 第58页 |
| 5.3.2 CANopen的设备描述 | 第58-59页 |
| 5.3.3 CANopen协议的通讯类型 | 第59-63页 |
| 5.4 基于KDL的机械臂运动学控制系统软件设计 | 第63-64页 |
| 5.5 角度传感器模块软件设计 | 第64-67页 |
| 5.5.1 主程序 | 第64页 |
| 5.5.2 SPI接口初始化程序 | 第64-65页 |
| 5.5.3 ADXL345发送数据程序 | 第65-66页 |
| 5.5.4 总流程图 | 第66-67页 |
| 5.6 本章小结 | 第67-68页 |
| 第六章 七自由度机械臂控制系统调试与实验 | 第68-84页 |
| 6.1 概述 | 第68页 |
| 6.2 硬件调试与实验 | 第68-72页 |
| 6.2.1 关节连接调试与实验 | 第68-69页 |
| 6.2.2 关节参数的标定 | 第69-72页 |
| 6.3 PID控制器调试与实验 | 第72-73页 |
| 6.4 软件调试与实验 | 第73-77页 |
| 6.4.1 CAN通讯调试与实验 | 第73-74页 |
| 6.4.2 CAN总线负载率 | 第74-75页 |
| 6.4.3 MFC界面测试 | 第75-77页 |
| 6.5 系统测试 | 第77-79页 |
| 6.6 机械臂精度与误差实验 | 第79-82页 |
| 6.6.1 电机转动精度与误差 | 第79-80页 |
| 6.6.2 机械臂位置精度与误差 | 第80-82页 |
| 6.6.3 机械臂重复定位精度 | 第82页 |
| 6.7 本章小结 | 第82-84页 |
| 第七章 总结与展望 | 第84-86页 |
| 7.1 总结 | 第84页 |
| 7.2 展望 | 第84-86页 |
| 致谢 | 第86-88页 |
| 参考文献 | 第88-92页 |
| 作者简介 | 第92页 |
