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本课程属于：023-人形机器人系统与全身控制 智能机器人、自动化与智能装备工程 · 共 8 门相关课程，组合学习更完整。
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人形机器人系统架构与设计

共计 30 章节
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01
课程导入
人形机器人发展历程 · 产业现状 · 典型产品（如Atlas
课程导入人形机器人发展历…
02
系统总体架构
人形机器人分层架构（感知层 · 决策层 · 执行层）
系统总体架构人形机器人分层架…
03
机械结构设计
仿生关节设计 · 自由度配置 · 连杆机构
机械结构设计仿生关节设计
04
驱动与传动系统
电机选型（伺服 · 无框力矩电机） · 减速器（谐波
驱动传动系统
05
感知系统
视觉（RGB-D · 立体视觉） · 激光雷达
感知系统RGB-D
06
状态估计与定位
基于IMU和视觉的里程计 · SLAM（激光/视觉） · 全身运动学/动力学状态估计
状态估计定位
07
运动学与动力学建模
正逆运动学 · 雅可比矩阵 · 牛顿-欧拉/拉格朗日动力学
运动学动力学建模
08
步态规划与平衡控制
ZMP/CoM规划 · 步态生成（离线/在线） · 动态平衡控制（LIPM
步态规划平衡控制
09
全身运动控制
全身动力学控制（WBC） · 任务空间控制 · 阻抗/导纳控制
全身运动控制WBC
10
强化学习控制
基于RL的行走/操作策略 · 仿真到现实迁移（Sim2Real） · 奖励函数设计
强化学习控制RL
11
操作与抓取
机械臂运动规划 · 抓取姿态生成 · 灵巧手控制
操作抓取
12
决策与任务规划
行为树 · 状态机 · 任务分解
决策任务规划
13
软件架构与中间件
ROS/ROS2 · 实时通信（DDS） · 模块化软件框架
软件架构间件
14
仿真系统
物理引擎（MuJoCo · PyBullet · Isaac Gym）
仿真系统MuJoCo
15
硬件在环测试
HIL仿真 · 嵌入式实时系统 · 接口调试
硬件环测试
16
电源与热管理
电池选型 · 电源分配 · 能耗优化
电源热管理
17
通信与网络
内部总线（EtherCAT · CAN） · 无线通信（WiFi
通信网络
18
安全性与可靠性
功能安全（ISO 13482） · 冗余设计 · 碰撞检测与响应
安全性可靠性
19
人机交互设计
多模态交互（语音 · 视觉 · 触觉）
人机交互设计多模态交互
20
系统集成与调试
软硬件联调 · 标定流程（关节 · 传感器）
系统集成调试
21
案例实战
基于开源平台（如Unitree · Walker）搭建人形机器人系统 · 完成行走演示
案例实战Unitree
22
案例实战
设计一个双臂协作任务（如搬箱子） · 实现感知-规划-控制全流程
案例实战设计一个双臂协作…
23
案例实战
基于强化学习训练人形机器人行走策略 · 并部署到仿真环境
案例实战基于强化学习训练…
24
常见问题
机械结构振动与共振抑制 · 关节柔性补偿 · 传感器噪声处理
常见问题机械结构振动
25
常见问题
步态不稳定 · 摔倒恢复策略 · 控制延迟与实时性优化
常见问题步态不稳定
26
常见问题
多传感器标定误差 · 时间同步 · 数据融合中的工程陷阱
常见问题多传感器标定误差
27
综合提升
人形机器人系统性能评估指标体系（能效 · 稳定性 · 任务成功率）
综合提升人形机器人系统性…
28
综合提升
前沿趋势（具身智能 · 大模型驱动 · 仿生肌肉驱动）与未来架构演进
综合提升前沿趋势
29
综合实战
从需求分析到原型机搭建的完整项目流程… · 里程碑 · 风险管理）
综合实战从需求分析到原型…
30
课程总结
核心知识体系回顾 · 常见误区 · 学习资源推荐与进阶方向
课程总结核心知识体系回顾