| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第19-37页 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 | 第19-21页 |
| 1.2 国内外腿-轮复合移动机构的研究现状及分析 | 第21-33页 |
| 1.2.1 腿-轮耦合式复合移动机构 | 第21-25页 |
| 1.2.2 腿-轮组合式复合移动机构 | 第25-32页 |
| 1.2.3 运动机构的评估标准及趋势分析 | 第32-33页 |
| 1.3 腿-轮复合移动机构的构型分类与综合分析 | 第33-34页 |
| 1.4 本论文研究的主要内容及体系结构 | 第34-37页 |
| 第2章 仿生四足-轮复合移动机构的系统设计 | 第37-45页 |
| 2.1 引言 | 第37页 |
| 2.2 新型仿哺乳类四足机器人与差动轮复合移动系统的设计 | 第37-43页 |
| 2.2.1 仿哺乳类四足机械系统设计 | 第37-38页 |
| 2.2.2 仿哺乳类四足机器人的模块化腿 | 第38页 |
| 2.2.3 腿关节驱动器设计及安装位置 | 第38-40页 |
| 2.2.4 仿哺乳类四足机器人柔性单元设计 | 第40-41页 |
| 2.2.5 仿生四足机器人腿关节的配置形式 | 第41-42页 |
| 2.2.6 差动轮式机构的设计 | 第42-43页 |
| 2.3 仿哺乳类足-轮复合移动机构多运动模式 | 第43页 |
| 2.4 本章小结 | 第43-45页 |
| 第3章 四足行走模式的运动学建模与新型静态步态规划及稳定性分析 | 第45-71页 |
| 3.1 引言 | 第45-46页 |
| 3.2 仿哺乳类四足机器人的运动学建模与分析 | 第46-52页 |
| 3.2.1 四足机器人的姿态分析 | 第46-47页 |
| 3.2.2 四足机器人单腿的运动学分析 | 第47-50页 |
| 3.2.3 关节空间与驱动空间的映射关系 | 第50-52页 |
| 3.3 静态步态稳定性原理 | 第52-55页 |
| 3.3.1 步态参数以及相关术语 | 第52-53页 |
| 3.3.2 静态稳定性判断准则 | 第53-55页 |
| 3.4 基于修改模型的静态步态规划与稳定性分析 | 第55-70页 |
| 3.4.1 波浪步态的稳定性分析 | 第55-57页 |
| 3.4.2 波浪步态假设及修正模型 | 第57-59页 |
| 3.4.3 新型静态步态的规划及稳定性分析 | 第59-61页 |
| 3.4.4 稳定裕度的计算 | 第61-65页 |
| 3.4.5 有质量腿的运动对新型静态步态稳定性的影响 | 第65-70页 |
| 3.5 本章小结 | 第70-71页 |
| 第4章 四足行走模式的动力学建模与基于能耗优化为目标的步态参数分析 | 第71-93页 |
| 4.1 引言 | 第71页 |
| 4.2 四足机器人的动力学建模与分析 | 第71-76页 |
| 4.2.1 单腿动能及势能的计算 | 第72-74页 |
| 4.2.2 单腿拉格朗日动力学方程 | 第74-76页 |
| 4.3 四足机器人的能耗模型 | 第76-80页 |
| 4.3.1 直流伺服电机功率模型 | 第76-78页 |
| 4.3.2 滚珠丝杆驱动器的传动模型 | 第78-80页 |
| 4.4 基于关节力矩分配的系统能耗优化模型 | 第80-87页 |
| 4.4.1 四足机器人系统动力学模型 | 第81-82页 |
| 4.4.2 系统静力学分析及其等式约束 | 第82-84页 |
| 4.4.3 系统足端摩擦锥约束条件 | 第84-85页 |
| 4.4.4 力矩分配与系统平衡约束之间的关系 | 第85-87页 |
| 4.5 仿真及实验结果与分析 | 第87-91页 |
| 4.6 本章小结 | 第91-93页 |
| 第5章 基于行为反应式的多运动模式步态规划与分析 | 第93-113页 |
| 5.1 引言 | 第93-94页 |
| 5.2 四足行走模式与差动轮滚动模式转换机理 | 第94-103页 |
| 5.2.1 足端运动空间约束 | 第94-95页 |
| 5.2.2 运动模式转换机理研究 | 第95-97页 |
| 5.2.3 足式行走与轮式滚动模式的转换步态规划 | 第97-103页 |
| 5.3 典型结构环境下仿生四足-轮复合行进模式越障步态规划 | 第103-109页 |
| 5.3.1 静态跨越凸状物的步态规划与分析 | 第103页 |
| 5.3.2 机体姿态调整策略 | 第103-105页 |
| 5.3.3 凸状物爬越步态-爬上 | 第105-106页 |
| 5.3.4 稳定裕度分析和规划 | 第106-108页 |
| 5.3.5 凸状物爬越步态-爬下 | 第108-109页 |
| 5.4 静态跨越鸿沟的步态规划与分析 | 第109-112页 |
| 5.4.1 足-轮复合协调运动模式的运动学分析 | 第109-110页 |
| 5.4.2 步态规划与分析 | 第110-112页 |
| 5.5 本章小结 | 第112-113页 |
| 第6章 仿生四足-轮复合移动平台的集成与实验验证 | 第113-123页 |
| 6.1 引言 | 第113页 |
| 6.2 仿生四足-轮复合移动机器人原理样机 | 第113-114页 |
| 6.3 仿生四足-轮复合移动机器人控制系统 | 第114-115页 |
| 6.4 物理样机的实验验证 | 第115-121页 |
| 6.4.1 足式行走模式基本步态实验 | 第115-116页 |
| 6.4.2 足式负载行走模式 | 第116页 |
| 6.4.3 轮式滚动模式与避障实验 | 第116-117页 |
| 6.4.4 足式行走模式与轮式滚动模式的相互转换实验 | 第117-118页 |
| 6.4.5 翻越垂直障碍物实验 | 第118-120页 |
| 6.4.6 爬越鸿沟物实验 | 第120-121页 |
| 6.5 本章小结 | 第121-123页 |
| 第7章 结论与展望 | 第123-127页 |
| 全文总结 | 第123-124页 |
| 未来工作展望 | 第124-127页 |
| 参考文献 | 第127-135页 |
| 致谢 | 第135-137页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 | 第137-138页 |
