| 摘要 | 第5-7页 |
| abstract | 第7-8页 |
| 第一章 绪论 | 第13-25页 |
| 1.1 课题的研究背景 | 第13-14页 |
| 1.2 外骨骼助力机器人国内外研究现状 | 第14-22页 |
| 1.2.1 上肢外骨骼助力机器人国内外研究现状 | 第14-16页 |
| 1.2.2 下肢外骨骼助力机器人国内外研究现状 | 第16-20页 |
| 1.2.3 全身外骨骼助力机器人国内外研究现状 | 第20-22页 |
| 1.3 本课题主要研究内容及技术路线 | 第22-25页 |
| 第二章 外骨骼助力搬运机器人结构设计 | 第25-50页 |
| 2.1 人体运动分析 | 第25-30页 |
| 2.1.1 人体结构基本特征 | 第25-26页 |
| 2.1.2 人体骨骼关节分析 | 第26-27页 |
| 2.1.3 人体搬运动作分析 | 第27-28页 |
| 2.1.4 步态动作分析 | 第28-29页 |
| 2.1.5 人体基本尺寸 | 第29-30页 |
| 2.2 外骨骼助力搬运机器人的设计原则 | 第30-31页 |
| 2.3 外骨骼助力搬运机器人结构设计 | 第31-35页 |
| 2.3.1 总体设计方案 | 第31-32页 |
| 2.3.2 上肢结构设计 | 第32页 |
| 2.3.3 外骨骼下肢结构设计 | 第32-34页 |
| 2.3.4 背部支架设计 | 第34-35页 |
| 2.4 外骨骼助力搬运机器人关键部件设计 | 第35-41页 |
| 2.4.1 驱动系统设计 | 第35-39页 |
| 2.4.2 肘关节自锁机构设计 | 第39-40页 |
| 2.4.3 支架支撑机构设计 | 第40-41页 |
| 2.5 外骨骼助力搬运机器人静力学分析 | 第41-46页 |
| 2.5.1 有限元基本理论 | 第41-43页 |
| 2.5.2 有限元模型的建立 | 第43页 |
| 2.5.3 外骨骼上肢静力学分析 | 第43页 |
| 2.5.4 外骨骼下肢静力学分析 | 第43-46页 |
| 2.6 外骨骼助力搬运机器人模态分析 | 第46-49页 |
| 2.6.1 模态分析理论 | 第46-47页 |
| 2.6.2 模态求解结果与分析 | 第47-49页 |
| 2.7 本章小结 | 第49-50页 |
| 第三章 外骨骼助力搬运机器人运动学与动力学分析 | 第50-69页 |
| 3.1 机器人运动学分析理论 | 第50-52页 |
| 3.1.1 D-H建模分析方法 | 第50-51页 |
| 3.1.2 正逆运动学分析理论 | 第51-52页 |
| 3.2 上肢运动学理论分析 | 第52-55页 |
| 3.2.1 建立上肢坐标系 | 第52-53页 |
| 3.2.2 上肢外骨骼D-H参数 | 第53页 |
| 3.2.3 上肢正运动学分析 | 第53页 |
| 3.2.4 上肢正运动学初步验证 | 第53页 |
| 3.2.5 上肢逆运动学分析 | 第53-55页 |
| 3.2.6 上肢逆运动学验证 | 第55页 |
| 3.3 下肢运动学理论分析 | 第55-60页 |
| 3.3.1 建立下肢坐标系 | 第55-56页 |
| 3.3.2 下肢外骨骼D-H参数 | 第56-57页 |
| 3.3.3 上肢正运动学分析 | 第57页 |
| 3.3.4 下肢正运动学初步验证 | 第57页 |
| 3.3.5 下肢逆运动学分析 | 第57-60页 |
| 3.3.6 下肢逆运动学验证 | 第60页 |
| 3.4 基于MATLAB的外骨骼助力搬运机器人运动学仿真 | 第60-65页 |
| 3.4.1 MATLAB机器人工具箱 | 第60页 |
| 3.4.2 建立仿真模型 | 第60-61页 |
| 3.4.3 运动学理论分析结果验证 | 第61-62页 |
| 3.4.4 机器人运动空间求解 | 第62-63页 |
| 3.4.5 轨迹仿真 | 第63-65页 |
| 3.5 动力学理论分析 | 第65-67页 |
| 3.5.1 拉格朗日动力学 | 第65-66页 |
| 3.5.2 动力学模型的建立 | 第66-67页 |
| 3.6 本章小结 | 第67-69页 |
| 第四章 外骨骼助力搬运机器人虚拟样机仿真 | 第69-93页 |
| 4.1 虚拟样机技术 | 第69-70页 |
| 4.1.1 虚拟样机技术简介 | 第69页 |
| 4.1.2 外骨骼机器人虚拟样机仿真 | 第69-70页 |
| 4.2 建立虚拟样机模型 | 第70-73页 |
| 4.2.1 模型简化 | 第70-71页 |
| 4.2.2 建立虚拟样机模型 | 第71页 |
| 4.2.3 建立地面 | 第71-72页 |
| 4.2.4 模型检验 | 第72-73页 |
| 4.3 搬运仿真分析 | 第73-76页 |
| 4.3.1 搬运仿真驱动函数 | 第73-74页 |
| 4.3.2 搬运仿真结果 | 第74-76页 |
| 4.4 参数化步态规划 | 第76-82页 |
| 4.4.1 三次样条插值 | 第76-77页 |
| 4.4.2 三次样条插值求解 | 第77-78页 |
| 4.4.3 踝关节轨迹规划 | 第78-80页 |
| 4.4.4 髋关节轨迹规划 | 第80-81页 |
| 4.4.5 步态规划特征分析 | 第81-82页 |
| 4.4.6 参数化步态规划结果与验证 | 第82页 |
| 4.5 步态仿真分析 | 第82-88页 |
| 4.5.1 步态仿真接触的设置 | 第82-84页 |
| 4.5.2 步态碰撞力定义 | 第84页 |
| 4.5.3 建立步态仿真驱动 | 第84-86页 |
| 4.5.4 步态仿真结果分析 | 第86-88页 |
| 4.6 人机相似性步态仿真 | 第88-91页 |
| 4.6.1 相似度定义 | 第88-89页 |
| 4.6.2 建立人机耦合模型 | 第89-90页 |
| 4.6.3 人机一致性步态仿真结果分析 | 第90-91页 |
| 4.7 本章小结 | 第91-93页 |
| 第五章 外骨骼助力搬运机器人控制系统设计与仿真 | 第93-113页 |
| 5.1 外骨骼助力搬运机器人控制策略 | 第93-96页 |
| 5.1.1 位置控制 | 第94-95页 |
| 5.1.2 力-位控制 | 第95-96页 |
| 5.2 PID控制器建模与仿真 | 第96-100页 |
| 5.2.1 标准PID控制器 | 第96-97页 |
| 5.2.2 数字PID控制 | 第97-98页 |
| 5.2.3 PID控制器参数的整定 | 第98-99页 |
| 5.2.4 PID控制器的建模与仿真 | 第99-100页 |
| 5.3 模糊控制建模与仿真 | 第100-103页 |
| 5.3.1 模糊系统结构 | 第100-101页 |
| 5.3.2 模糊控制器的建模与仿真 | 第101-103页 |
| 5.4 模糊PID控制系统建模与仿真 | 第103-109页 |
| 5.4.1 模糊自适应PID控制理论 | 第103-104页 |
| 5.4.2 建立模糊控制系统 | 第104-107页 |
| 5.4.3 建立模糊自适应PID控制系统 | 第107-109页 |
| 5.4.4 模糊PID仿真结果对比分析 | 第109页 |
| 5.5 基于ADAMS与SIMULINK的联合控制仿真 | 第109-112页 |
| 5.5.1 联合仿真模型的建立 | 第109-110页 |
| 5.5.2 联合仿真的步态结果分析 | 第110-112页 |
| 5.6 本章小结 | 第112-113页 |
| 第六章 总结与展望 | 第113-116页 |
| 6.1 全文总结 | 第113-114页 |
| 6.2 研究展望 | 第114-116页 |
| 参考文献 | 第116-121页 |
| 致谢 | 第121-122页 |
| 攻读硕士期间发表的论文与专利 | 第122页 |