01
机械臂概述
发展史 · 工业/协作/服务分类 · 核心参数：自由度、负载、精度
基础概念
02
运动学基础（上）
空间描述与变换 · 齐次变换矩阵 · 标准DH参数建模
数学DH
03
运动学基础（下）
改进DH · 正运动学 · 逆运动学（解析法/数值法）
求解算法
04
动力学与控制
牛顿-欧拉 · 拉格朗日 · PID · 前馈 · 阻抗控制
控制动力学
05
轨迹规划
关节空间（梯形/多项式/S形） · 笛卡尔空间（直线/圆弧） · 速度/加速度约束
规划插值
06
仿真环境搭建
ROS + Gazebo + Rviz · MoveIt配置 · URDF模型创建
ROSGazebo
07
仿真中的运动学验证
Gazebo验证正逆解 · Rviz可视化 · 调试常见问题
验证调试
08
仿真中的轨迹规划
MoveIt规划 · OMPL插件 · 碰撞检测与避障
MoveItOMPL
09
仿真中的控制算法验证
Gazebo部署PID/前馈 · 调参技巧 · 性能评估
控制调参
10
仿真到实物的桥梁
硬件选型（电机/驱动器/控制器） · 通信协议（EtherCAT/CAN/串口）
硬件通信
11
实物机械臂硬件搭建
关节模组组装 · 线缆布局 · 安全电路 · 上电自检
组装硬件
12
底层固件开发（上）
STM32/ESP32主控 · 电机驱动库移植 · 编码器读取
固件STM32
13
底层固件开发（下）
电流/速度/位置环 · CAN/串口协议 · 看门狗与异常处理
控制环协议
14
上位机与下位机通信
ROS Serial / rosserial · 自定义消息 · 实时性优化
ROS串口
15
实物标定与校准
关节零点标定 · DH参数校准 · 工具坐标系 · 负载辨识
标定校准
16
实物运动学部署
正逆解代码移植 · 精度测试与补偿
部署精度
17
实物轨迹规划部署
仿真轨迹下发 · 速度缩放 · 平滑处理 · 急停逻辑
轨迹安全
18
实物控制算法部署
PID参数整定 · 前馈补偿 · 阻抗控制调试
控制整定
19
力控与柔顺控制
一维力控 · 力位混合控制 · 装配/打磨场景
力控柔顺
20
视觉引导抓取（上）
相机标定（眼在手上/眼在手外） · 手眼标定原理
视觉标定
21
视觉引导抓取（下）
目标检测（YOLO/OpenCV） · 抓取位姿计算 · 规划与执行
YOLO抓取
22
移动操作臂
AGV/AMR协同 · 导航与抓取融合 · 多传感器融合
移动融合
23
双机械臂协作
主从控制 · 协同搬运 · 碰撞避免 · 任务调度
协作双臂
24
安全与可靠性
ISO 10218/TS 15066 · 力矩限制 · 碰撞检测与响应
安全标准
25
系统集成与测试
软硬件联调 · 压力测试 · 长时间稳定性 · 故障注入
集成测试
26
部署与运维
Docker/Snap封装 · 远程监控（ROS2/MQTT） · 日志分析 · OTA
运维Docker
27
性能优化
控制周期优化 · 通信延迟优化 · 轨迹平滑 · 功耗管理
优化性能
28
案例实战（一）
基于仿真的码垛工作站设计与部署
实战码垛
29
案例实战（二）
基于实物的视觉分拣产线搭建与调试
实战分拣
30
总结与展望
技术栈回顾 · 常见问题复盘 · 未来趋势（具身智能/人形机器人）
总结趋势