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人形机器人硬件平台设计 智能机器人关节控制

共计 30 章节
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01
课程导入
人形机器人发展现状 · 关节控制的重要性 · 课程学习目标与整体框架
课程导入人形机器人发展现…
02
人形机器人硬件平台概述
典型人形机器人结构 · 自由度配置 · 硬件子系统划分（感知
人形机器人硬件平…典型人形机器人结…
03
关节驱动电机选型
直流无刷电机 · 伺服电机 · 空心杯电机等特性对比
关节驱动电机选型直流无刷电机
04
减速器与传动机构
谐波减速器 · 行星减速器 · RV减速器原理与选型
减速器传动机构
05
关节传感器技术
编码器（光电 · 磁） · 力矩传感器
关节传感器技术编码器
06
关节控制硬件架构
主控芯片（MCU/DSP/FPGA） · 驱动电路 · 通信总线（CAN
关节控制硬件架构MCU/DSP/FPGA
07
电机驱动与功率电子
H桥驱动 · MOSFET/IGBT选型 · PWM调制
电机驱动功率电子
08
关节控制基础理论
PID控制原理 · 位置环/速度环/电流环三环控制结构 · 参数整定方法
关节控制基础理论PID
09
先进控制算法
前馈控制 · 自适应控制 · 滑模控制
先进控制算法前馈控制
10
力矩控制与柔顺控制
直接力矩控制 · 阻抗控制 · 导纳控制原理与实现
力矩控制柔顺控制
11
关节动力学建模
单关节动力学方程 · 摩擦模型（库仑 · 粘性
关节动力学建模单关节动力学方程
12
多关节协调控制
多自由度耦合 · 重力补偿 · 科氏力/离心力补偿
多关节协调控制多自由度耦合
13
关节控制实时性设计
实时操作系统（RTOS） · 控制周期设计 · 任务调度
关节控制实时性设…RTOS
14
关节通信协议与网络
CANopen · EtherCAT · TTL/RS485
关节通信协议网络
15
关节控制软件架构
模块化设计 · 状态机 · 故障诊断与处理
关节控制软件架构模块化设计
16
关节标定与校准
零位标定 · 传感器偏置校准 · 传动间隙补偿
关节标定校准
17
关节热管理与可靠性
散热设计 · 热模型 · 寿命评估
关节热管理可靠性
18
关节控制硬件实战
基于STM32的关节控制板设计 · 原理图 · PCB布局
关节控制硬件实战STM32
19
关节控制算法仿真
MATLAB/Simulink建模 · 仿真环境搭建 · 算法验证与调参
关节控制算法仿真MATLAB/Simul…
20
案例实战
单关节位置控制实验 · 实现高精度定位
案例实战单关节位置控制实…
21
案例实战
关节力矩控制实验 · 实现恒力输出
案例实战关节力矩控制实验
22
案例实战
关节柔顺控制实验 · 碰撞响应与安全停止
案例实战关节柔顺控制实验
23
案例实战
多关节协调控制实验：双关节联动 · 重力补偿与轨迹跟踪
案例实战多关节协调控制实…
24
常见问题与调试技巧
电机抖动 · 过流 · 通信丢包
常见问题调试技巧
25
关节控制性能评估
跟踪精度 · 响应速度 · 稳态误差
关节控制性能评估跟踪精度
26
人形机器人整机集成
关节模块与整机装配 · 线束管理 · 电源分配
人形机器人整机集…关节模块
27
前沿技术与发展趋势
高力矩密度关节 · 弹性驱动（SEA） · 量子化控制
前沿技术发展趋势
28
综合项目设计
设计一个完整的人形机器人关节模块 · 从需求分析 · 选型
综合项目设计设计一个完整的人…
29
课程总结与进阶路径
核心知识回顾 · 常见误区 · 推荐资源
课程总结进阶路径
30
结业考核与实战答辩
综合项目展示 · 问题答辩 · 课程反馈与改进建议
结业考核实战答辩