两点式液压双足步行机器人步态规划及其实验研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 引言 | 第10页 |
| 1.2 课题研究背景与意义 | 第10页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第10-14页 |
| 1.3.1 国外研究现状 | 第11-13页 |
| 1.3.2 国内研究现状 | 第13-14页 |
| 1.4 双足机器人步态规划研究现状 | 第14-16页 |
| 1.4.1 基于仿生学原理的步态规划方法 | 第14页 |
| 1.4.2 基于模型的步态规划方法 | 第14-15页 |
| 1.4.3 基于非模型的步态规划方法 | 第15页 |
| 1.4.4 基于智能控制算法的步态规划方法 | 第15-16页 |
| 1.5 论文组织结构 | 第16-18页 |
| 第二章 双足步行机器人建模 | 第18-26页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 两点式步行理论 | 第18-19页 |
| 2.3 运动学建模 | 第19-21页 |
| 2.3.1 通过D-H矩阵建立浮动坐标系 | 第19-20页 |
| 2.3.2 脚部结构建模 | 第20-21页 |
| 2.4 仿真模型建立 | 第21-24页 |
| 2.4.1 各杆件建模 | 第21-22页 |
| 2.4.2 躯干配重求解 | 第22-23页 |
| 2.4.3 SimMechanics建模 | 第23-24页 |
| 2.5 本章小结 | 第24-26页 |
| 第三章 关节从站驱动控制系统软硬件设计 | 第26-44页 |
| 3.1 引言 | 第26页 |
| 3.2 总体方案设计 | 第26-28页 |
| 3.3 蓄能器选型与安装 | 第28-30页 |
| 3.4 硬件电路设计 | 第30-40页 |
| 3.4.1 基于STM32F407核心板端口配置 | 第30-31页 |
| 3.4.2 电源电路设计 | 第31-33页 |
| 3.4.3 D/A输出调理电路设计 | 第33-35页 |
| 3.4.4 A/D输入调理电路设计 | 第35页 |
| 3.4.5 旋转编码器信号调理电路设计 | 第35-36页 |
| 3.4.6 限位开关信号捕捉电路设计 | 第36页 |
| 3.4.7 EtherCAT通讯电路设计 | 第36-37页 |
| 3.4.8 脚底力传感器采集电路设计 | 第37-39页 |
| 3.4.9 关节驱动从站实物展示 | 第39-40页 |
| 3.5 软件设计 | 第40-43页 |
| 3.5.1 软件总体流程设计 | 第40-41页 |
| 3.5.2 EtherCAT通讯程序介绍 | 第41页 |
| 3.5.3 增量式PID算法与实现 | 第41-43页 |
| 3.6 本章小结 | 第43-44页 |
| 第四章 双足步行机器人步态规划与运动控制方法研究 | 第44-54页 |
| 4.1 引言 | 第44页 |
| 4.2 步态生成方法 | 第44-46页 |
| 4.3 各关节参考轨迹控制 | 第46-50页 |
| 4.3.1 工作空间角度求解 | 第46-47页 |
| 4.3.2 三次样条插值法求取各关节参考轨迹 | 第47-50页 |
| 4.4 基于躯干姿态传感的控制 | 第50-51页 |
| 4.5 离线规划轨迹仿真 | 第51-53页 |
| 4.6 本章小结 | 第53-54页 |
| 第五章 步态规划实验 | 第54-78页 |
| 5.1 引言 | 第54页 |
| 5.2 实验平台介绍 | 第54页 |
| 5.3 单关节控制实验 | 第54-59页 |
| 5.3.1 PID各参数对系统性能影响实验 | 第55-57页 |
| 5.3.2 系统输入压强对系统性能影响实验 | 第57页 |
| 5.3.3 各关节PID参数整定 | 第57-59页 |
| 5.4 有无蓄能器对机器人步行性能影响实验 | 第59-62页 |
| 5.4.1 有无蓄能器各关节性能分析 | 第59-60页 |
| 5.4.2 有无蓄能器整体步行性能分析 | 第60-62页 |
| 5.5 步行周期对机器人步行性能影响实验 | 第62-65页 |
| 5.5.1 不同周期各关节性能分析 | 第62-63页 |
| 5.5.2 不同周期整体步行性能分析 | 第63-65页 |
| 5.6 着地对机器人步行性能影响实验 | 第65-69页 |
| 5.6.1 着地对各关节性能影响分析 | 第65-67页 |
| 5.6.2 着地对整体步行性能影响分析 | 第67-68页 |
| 5.6.3 着地左右腿差异分析 | 第68-69页 |
| 5.7 离线规划与实时规划对比实验 | 第69-72页 |
| 5.7.1 躯干俯仰角分析 | 第71-72页 |
| 5.7.2 抬腿高度、质心高度分析 | 第72页 |
| 5.8 不同步速步行对比实验 | 第72-77页 |
| 5.8.1 S变化分析 | 第72-73页 |
| 5.8.2 躯干俯仰角分析 | 第73-74页 |
| 5.8.3 抬腿高度分析 | 第74-75页 |
| 5.8.4 质心高度分析 | 第75-77页 |
| 5.9 本章小结 | 第77-78页 |
| 第六章 总结与展望 | 第78-80页 |
| 6.1 总结 | 第78页 |
| 6.2 展望 | 第78-80页 |
| 致谢 | 第80-81页 |
| 参考文献 | 第81-85页 |
| 作者简介 | 第85页 |
