下肢外骨骼机器人步态规划与控制方法研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-22页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 | 第10页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第10-13页 |
| 1.3 下肢外骨骼机器人研究综述 | 第13-20页 |
| 1.3.1 人体运动捕捉 | 第14-15页 |
| 1.3.2 运动预测及步态分相 | 第15-17页 |
| 1.3.3 外骨骼机器人控制策略 | 第17-20页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第20-22页 |
| 第2章 人体步态采集系统 | 第22-34页 |
| 2.1 人体步态采集系统平台 | 第22-23页 |
| 2.2 上位机显示及步态信息存储 | 第23-26页 |
| 2.3 人体步态运动分析 | 第26-32页 |
| 2.3.1 步态数据分析 | 第26-28页 |
| 2.3.2 步态回归模型 | 第28-32页 |
| 2.4 外骨骼固定步态实验 | 第32-33页 |
| 2.5 本章小结 | 第33-34页 |
| 第3章 人体步态运动预测 | 第34-53页 |
| 3.1 响应延迟测试 | 第34-36页 |
| 3.2 TAKENS预测策略 | 第36-43页 |
| 3.2.1 非线性时间序列预测介绍 | 第37页 |
| 3.2.2 Takens预测算法及预测效果 | 第37-43页 |
| 3.3 改进TAKENS步态预测策略 | 第43-48页 |
| 3.3.1 计算步骤 | 第44-46页 |
| 3.3.2 预测结果 | 第46-48页 |
| 3.4 牛顿预测法 | 第48-51页 |
| 3.5 实验结果及分析 | 第51页 |
| 3.6 本章小结 | 第51-53页 |
| 第4章 人体步态分相 | 第53-66页 |
| 4.1 步态分相硬件平台 | 第53-55页 |
| 4.2 多种步态分相策略实现 | 第55-60页 |
| 4.2.1 模糊逻辑步态分相 | 第55-57页 |
| 4.2.2 高斯混合模型分相 | 第57-60页 |
| 4.3 有约束的高斯混合模型步态分相策略 | 第60-65页 |
| 4.3.1 足跟着地足尖离地时刻获取 | 第60-61页 |
| 4.3.2 足跟着地及足尖离地约束 | 第61-62页 |
| 4.3.3 隐马尔可夫模型与步态相位转移 | 第62-65页 |
| 4.4 本章小结 | 第65-66页 |
| 第5章 下肢外骨骼机器人运动学动力学模型 | 第66-78页 |
| 5.1 下肢外骨骼机器人运动学建模 | 第66-69页 |
| 5.1.1 单腿支撑运动学模型 | 第66-68页 |
| 5.1.2 上端固定运动学模型 | 第68-69页 |
| 5.2 下肢外骨骼机器人动力学模型 | 第69-71页 |
| 5.3 上端固定动力学建模及参数辨识 | 第71-77页 |
| 5.3.1 动力学方程建模 | 第71-72页 |
| 5.3.2 参数系统辨识 | 第72-76页 |
| 5.3.3 动力学参数验证 | 第76-77页 |
| 5.4 本章小结 | 第77-78页 |
| 第6章 下肢外骨骼机器人控制策略 | 第78-97页 |
| 6.1 人机交互感知及绑缚方式 | 第78-79页 |
| 6.2 控制框架 | 第79-81页 |
| 6.3 关节角度预测与人体末端运动获取 | 第81-84页 |
| 6.4 阻抗控制 | 第84-90页 |
| 6.4.1 支撑态足部阻抗 | 第86-89页 |
| 6.4.2 摆动态的足部阻抗 | 第89-90页 |
| 6.5 实验验证 | 第90-96页 |
| 6.5.1 安全防护 | 第90-92页 |
| 6.5.2 步态预测及足底阻抗 | 第92-94页 |
| 6.5.3 步态分相及扰动观测器 | 第94-95页 |
| 6.5.4 多场景下外骨骼机器人行走实验 | 第95-96页 |
| 6.6 本章小结 | 第96-97页 |
| 结论 | 第97-98页 |
| 参考文献 | 第98-105页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 | 第105-107页 |
| 致谢 | 第107页 |
