外骨骼助力机器人控制系统设计与控制策略研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5页 |
| 第1章 绪论 | 第10-19页 |
| 1.1 课题来源及研究目的与意义 | 第10-11页 |
| 1.1.2 课题来源 | 第10页 |
| 1.1.3 研究目的与意义 | 第10-11页 |
| 1.2 负重增力型外骨骼机器人研究现状综述 | 第11-16页 |
| 1.3 下肢外骨骼控制方法研究现状分析 | 第16-18页 |
| 1.4 主要研究内容 | 第18-19页 |
| 第2章 传感器与控制系统硬件设计 | 第19-35页 |
| 2.1 引言 | 第19页 |
| 2.2 感知与控制系统总体设计 | 第19-22页 |
| 2.3 基于DSP+ARM的控制器设计 | 第22-27页 |
| 2.3.1 控制器芯片选择 | 第22页 |
| 2.3.2 控制器电路设计 | 第22-27页 |
| 2.4 传感器及其处理电路设计 | 第27-34页 |
| 2.4.1 人机作用力传感器 | 第27-30页 |
| 2.4.2 地面接触力传感器 | 第30-31页 |
| 2.4.3 被动关节角度传感器 | 第31-32页 |
| 2.4.4 PCB设计与抗干扰措施 | 第32-33页 |
| 2.4.5 传感器标定与测试 | 第33-34页 |
| 2.5 小结 | 第34-35页 |
| 第3章 基于CANOPEN的通信协议设计 | 第35-55页 |
| 3.1 引言 | 第35页 |
| 3.2 CANOPEN协议分析 | 第35-38页 |
| 3.2.1 设备模型 | 第35页 |
| 3.2.2 对象字典 | 第35页 |
| 3.2.3 报文标识符 | 第35-36页 |
| 3.2.4 状态机 | 第36页 |
| 3.2.5 通信对象 | 第36-38页 |
| 3.3 CANOPEN协议栈设计 | 第38-47页 |
| 3.3.0 对象字典的实现 | 第38-40页 |
| 3.3.1 网络管理与监控 | 第40-41页 |
| 3.3.2 网络管理与监控 | 第41-42页 |
| 3.3.3 PDO实现 | 第42-44页 |
| 3.3.4 SDO实现 | 第44-46页 |
| 3.3.5 协议栈流程 | 第46-47页 |
| 3.4 传感器模块从站程序设计 | 第47-48页 |
| 3.5 控制器主站程序设计 | 第48-51页 |
| 3.6 CANOPEN从站功能测试实验 | 第51-54页 |
| 3.7 小结 | 第54-55页 |
| 第4章 外骨骼机器人控制策略研究 | 第55-66页 |
| 4.1 引言 | 第55页 |
| 4.2 基于人体运动估计的末端轨迹跟踪控制 | 第55-59页 |
| 4.2.1 基于力信号的轨迹偏差估计 | 第55-56页 |
| 4.2.2 基于卡尔曼观测器的末端速度估计 | 第56-59页 |
| 4.3 速度分解模型研究 | 第59-64页 |
| 4.3.1 基于串联连杆模型的摆动相速度分解 | 第59-61页 |
| 4.3.2 基于变摆长倒立摆模型的支撑相速度分解 | 第61-64页 |
| 4.4 步态切换策略研究 | 第64-65页 |
| 4.5 小结 | 第65-66页 |
| 第5章 外骨骼机器人实验研究 | 第66-79页 |
| 5.1 引言 | 第66页 |
| 5.2 外骨骼机器人系统集成 | 第66-68页 |
| 5.3 外骨骼机器人系统实验研究 | 第68-78页 |
| 5.3.1 固定步态轨迹跟踪实验 | 第68-69页 |
| 5.3.2 摆动腿跟随实验 | 第69-71页 |
| 5.3.3 支撑腿负重实验 | 第71-73页 |
| 5.3.4 连续行走实验 | 第73-77页 |
| 5.3.5 环境适应能力测试 | 第77-78页 |
| 5.4 小结 | 第78-79页 |
| 结论 | 第79-80页 |
| 参考文献 | 第80-86页 |
| 致谢 | 第86页 |
