| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 引言 | 第10-11页 |
| 1.2 国内外的研究现状 | 第11-15页 |
| 1.2.1 国外的研究现状 | 第12-14页 |
| 1.2.2 国内的研究现状 | 第14-15页 |
| 1.3 步行控制研究现状 | 第15-16页 |
| 1.4 本文的主要研究内容及章节安排 | 第16-18页 |
| 第2章 人体下肢生理分析和下肢外骨骼机器人的结构设计 | 第18-27页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 人体下肢生理结构分析 | 第18-20页 |
| 2.2.1 人体基本面和基本轴 | 第18页 |
| 2.2.2 下肢关节运动 | 第18-19页 |
| 2.2.3 下肢关节的概述 | 第19-20页 |
| 2.2.4 人体尺寸的概述 | 第20页 |
| 2.3 下肢外骨骼机器人的结构设计 | 第20-25页 |
| 2.3.1 下肢外骨骼机构设计原则 | 第20-21页 |
| 2.3.2 驱动方式的选择 | 第21页 |
| 2.3.3 整体结构设计 | 第21-22页 |
| 2.3.4 主要关节的设计 | 第22-24页 |
| 2.3.5 兼容性结构的设计 | 第24-25页 |
| 2.4 本章小结 | 第25-27页 |
| 第3章 构建数学模型 | 第27-46页 |
| 3.1 引言 | 第27页 |
| 3.2 运动学基础 | 第27-32页 |
| 3.2.1 世界坐标系和局部坐标系 | 第27-28页 |
| 3.2.2 转动特性 | 第28-29页 |
| 3.2.3 正运动学模型 | 第29-30页 |
| 3.2.4 逆运动学模型 | 第30-32页 |
| 3.3 单腿前向运动学正解与反解 | 第32-36页 |
| 3.3.1 单腿前向运动学正解 | 第32-34页 |
| 3.3.2 单腿前向运动学反解 | 第34-36页 |
| 3.4 奇异姿态的概念 | 第36-37页 |
| 3.5 动力学分析 | 第37-40页 |
| 3.5.1 单足支撑相动力学分析 | 第38-39页 |
| 3.5.2 双足支撑相动力学分析 | 第39-40页 |
| 3.6 运动仿真分析 | 第40-45页 |
| 3.7 本章小结 | 第45-46页 |
| 第4章 步行的稳定条件及ZMP点的计算 | 第46-53页 |
| 4.1 引言 | 第46页 |
| 4.2 质心投影点 | 第46页 |
| 4.3 零力矩点(ZMP) | 第46-51页 |
| 4.3.1 零力矩点的定义 | 第46-48页 |
| 4.3.2 ZMP的计算 | 第48-51页 |
| 4.4 步行的稳定条件 | 第51-52页 |
| 4.4.1 支撑区域 | 第51页 |
| 4.4.2 稳定裕度 | 第51-52页 |
| 4.5 本章小结 | 第52-53页 |
| 第5章 人机系统的步态规划 | 第53-69页 |
| 5.1 引言 | 第53页 |
| 5.2 人机系统步行概念分析 | 第53-54页 |
| 5.3 周期步态的运动规划 | 第54-59页 |
| 5.3.1 踝关节径向轨迹规划 | 第55-57页 |
| 5.3.2 髋关节径向轨迹规划 | 第57-58页 |
| 5.3.3 侧向周期步态的轨迹规划 | 第58-59页 |
| 5.4 起始步态的运动规划 | 第59-63页 |
| 5.4.1 起始步态的踝关节轨迹规划 | 第60-61页 |
| 5.4.2 起始步态的髋关节轨迹规划 | 第61-63页 |
| 5.5 终止步态的运动规划 | 第63页 |
| 5.6 步态仿真 | 第63-68页 |
| 5.7 本章小结 | 第68-69页 |
| 第6章 人机步行实验研究 | 第69-83页 |
| 6.1 引言 | 第69页 |
| 6.2 下肢外骨骼机构实验平台的搭建 | 第69-75页 |
| 6.2.1 实验平台的搭建要求 | 第69-70页 |
| 6.2.2 关节驱动的选型 | 第70-71页 |
| 6.2.3 步行控制的硬件元件 | 第71-74页 |
| 6.2.4 步行控制的人机界面 | 第74-75页 |
| 6.3 实际步行测试 | 第75-82页 |
| 6.3.1 实际步行中ZMP的测量 | 第75-78页 |
| 6.3.2 实际步行中足底压力的测量 | 第78-80页 |
| 6.3.3 实际步行中足底压力和腰部陀螺仪加速度的测量 | 第80-82页 |
| 6.4 本章小结 | 第82-83页 |
| 第7章 总结与展望 | 第83-85页 |
| 7.1 总结 | 第83-84页 |
| 7.2 展望 | 第84-85页 |
| 参考文献 | 第85-88页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 | 第88-89页 |
| 致谢 | 第89页 |