人形机器人并联仿生踝关节性能分析与实验研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第12-25页 |
| 1.1 课题研究背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 人形机器人研究现状 | 第13-18页 |
| 1.3 人形机器人关节研究现状 | 第18-20页 |
| 1.4 人形机器人踝关节研究现状 | 第20-23页 |
| 1.5 主要研究内容 | 第23-25页 |
| 第2章 仿生踝关节构型设计与运动学分析 | 第25-45页 |
| 2.1 引言 | 第25页 |
| 2.2 仿生踝关节机构构型设计 | 第25-30页 |
| 2.2.1 原仿生踝关节构型 | 第26页 |
| 2.2.2 线性驱动仿生踝关节构型 | 第26-27页 |
| 2.2.3 液压驱动仿生踝关节构型 | 第27-28页 |
| 2.2.4 丝杠冗余驱动仿生踝关节构型 | 第28页 |
| 2.2.5 液压冗余驱动仿生踝关节构型 | 第28-30页 |
| 2.3 仿生踝关节机构构型的优选 | 第30页 |
| 2.4 仿生踝关节机构运动学分析 | 第30-36页 |
| 2.4.1 机构描述 | 第30-32页 |
| 2.4.2 仿生踝关节位置反解 | 第32-33页 |
| 2.4.3 仿生踝关节位置正解 | 第33-34页 |
| 2.4.4 雅可比矩阵求解 | 第34-36页 |
| 2.5 仿真分析 | 第36-39页 |
| 2.5.1 人体踝关节运动姿态数据的采集 | 第36-37页 |
| 2.5.2 虚拟样机及仿真流程 | 第37-38页 |
| 2.5.3 对比分析 | 第38-39页 |
| 2.6 轨迹规划 | 第39-44页 |
| 2.6.1 轨迹函数 | 第40-41页 |
| 2.6.2 加速度为对称连续函数的轨迹规划方法 | 第41-42页 |
| 2.6.3 仿生踝关节的轨迹规划 | 第42-44页 |
| 2.7 本章小结 | 第44-45页 |
| 第3章 仿生踝关节动力学分析 | 第45-61页 |
| 3.1 引言 | 第45页 |
| 3.2 相关理论方法 | 第45-47页 |
| 3.3 拉杆姿态角求解 | 第47-49页 |
| 3.4 运动部件速度求解 | 第49-53页 |
| 3.4.1 角速度求解 | 第49-50页 |
| 3.4.2 质心线速度求解 | 第50-53页 |
| 3.5 惯性张量和质量的求取 | 第53-55页 |
| 3.6 运动部件动能和势能的求解 | 第55-57页 |
| 3.6.1 动平台动能和势能 | 第55页 |
| 3.6.2 弯弧动能和势能 | 第55-56页 |
| 3.6.3 滚动拉杆动能和势能 | 第56页 |
| 3.6.4 滚动滑块动能和势能 | 第56页 |
| 3.6.5 俯仰拉杆动能和势能 | 第56-57页 |
| 3.6.6 俯仰滑块动能和势能 | 第57页 |
| 3.7 动力学模型的建立 | 第57-58页 |
| 3.8 仿真分析 | 第58-60页 |
| 3.9 本章小结 | 第60-61页 |
| 第4章 仿生踝关节样机研制 | 第61-75页 |
| 4.1 引言 | 第61页 |
| 4.2 驱动单元的选取 | 第61-64页 |
| 4.2.1 移动驱动副样式选取 | 第61-62页 |
| 4.2.2 驱动单元型号选取 | 第62-64页 |
| 4.3 仿生踝关节样机设计 | 第64-72页 |
| 4.3.1 支撑球铰与动平台的设计 | 第64-67页 |
| 4.3.2 弯弧支撑及夹持机构设计 | 第67-68页 |
| 4.3.3 定平台的设计 | 第68-69页 |
| 4.3.4 旁支链的设计 | 第69-71页 |
| 4.3.5 仿生踝关节样机整体设计 | 第71-72页 |
| 4.4 装配及调试 | 第72-74页 |
| 4.4.1 装配顺序的规划 | 第72-73页 |
| 4.4.2 调试 | 第73页 |
| 4.4.3 样机实物及初始位姿 | 第73-74页 |
| 4.5 本章小结 | 第74-75页 |
| 第5章 仿生踝关节控制系统开发及实验研究 | 第75-92页 |
| 5.1 引言 | 第75页 |
| 5.2 控制系统方案的选择 | 第75-76页 |
| 5.3 多轴运动控制系统硬件结构 | 第76-82页 |
| 5.3.1 控制系统硬件组成 | 第77-79页 |
| 5.3.2 控制系统硬件接线 | 第79-82页 |
| 5.4 参数设定及调试 | 第82-88页 |
| 5.4.1 伺服单元参数设定 | 第82页 |
| 5.4.2 PC与UMAC通讯的建立 | 第82-83页 |
| 5.4.3 UMAC参数设定 | 第83-84页 |
| 5.4.4 硬件状态测试 | 第84-85页 |
| 5.4.5 UMAC伺服参数的整定 | 第85-88页 |
| 5.5 实验研究 | 第88-91页 |
| 5.6 本章小结 | 第91-92页 |
| 结论 | 第92-94页 |
| 参考文献 | 第94-99页 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务及主要成果 | 第99-100页 |
| 致谢 | 第100页 |
