| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-9页 |
| 第1章 绪论 | 第14-29页 |
| 1.1 选题的背景和意义 | 第14-15页 |
| 1.2 腿型跳跃机器人国内外研究现状 | 第15-21页 |
| 1.2.1 腿型跳跃机器人国外研究现状 | 第15-19页 |
| 1.2.2 腿型跳跃机器人国内研究现状 | 第19-21页 |
| 1.3 腿型跳跃机器人的关键技术 | 第21-27页 |
| 1.3.1 理论分析模型 | 第22-23页 |
| 1.3.2 可操作性 | 第23-24页 |
| 1.3.3 任务空间运动规划与控制 | 第24页 |
| 1.3.4 多目标约束优化 | 第24-25页 |
| 1.3.5 含接触碰撞的刚柔耦合系统动力学建模 | 第25-27页 |
| 1.4 本文的主要研究内容 | 第27-29页 |
| 第2章 仿蛙机器人起跳动力学建模和力传递性能研究 | 第29-50页 |
| 2.1 仿蛙机器人理论分析模型 | 第29-32页 |
| 2.1.1 青蛙的生理结构 | 第29-30页 |
| 2.1.2 青蛙间歇跳跃步态 | 第30-31页 |
| 2.1.3 仿蛙机器人机构模型 | 第31-32页 |
| 2.2 仿蛙机器人起跳机理分析 | 第32-34页 |
| 2.2.1 起跳机理分析 | 第32-33页 |
| 2.2.2 地面切向摩擦分析 | 第33-34页 |
| 2.3 考虑脚掌欠驱动的仿蛙机器人起跳动力学建模 | 第34-37页 |
| 2.3.1 数学模型及坐标系建立 | 第34-35页 |
| 2.3.2 起跳运动学方程 | 第35-36页 |
| 2.3.3 起跳动力学方程 | 第36-37页 |
| 2.4 起跳运动和力传递性能评价指标 | 第37-43页 |
| 2.4.1 运动传递性能指标 | 第37-39页 |
| 2.4.2 力传递性能指标 | 第39-43页 |
| 2.5 仿蛙机器人机构参数优化设计 | 第43-49页 |
| 2.5.1 关节空间轨迹 | 第43-44页 |
| 2.5.2 运动和力传递性能对结构参数变化的影响 | 第44-45页 |
| 2.5.3 结构参数优化模型 | 第45-47页 |
| 2.5.4 实例计算及分析 | 第47-49页 |
| 2.6 本章小结 | 第49-50页 |
| 第3章 仿蛙机器人起跳姿态优化和起跳任务空间规划 | 第50-69页 |
| 3.1 改进的多目标粒子群优化(IMOPSO)算法 | 第50-59页 |
| 3.1.1 粒子群优化(PSO)算法 | 第50-52页 |
| 3.1.2 IMOPSO算法的提出与其流程 | 第52-54页 |
| 3.1.3 IMOPSO算法的关键算子 | 第54-57页 |
| 3.1.4 IMOPSO算法有效性验证 | 第57-59页 |
| 3.2 基于IMOPSO算法的起跳姿态优化 | 第59-62页 |
| 3.3 基于部分反馈线性化(PFL)的起跳任务空间控制策略 | 第62-65页 |
| 3.3.1 基于起跳任务要求的任务空间质心轨迹规划 | 第62-63页 |
| 3.3.2 基于PFL的任务空间控制策略 | 第63-65页 |
| 3.4 起跳任务空间轨迹跟踪控制 | 第65-68页 |
| 3.4.1 起跳任务空间轨迹跟踪滑模控制器设计 | 第65-66页 |
| 3.4.2 起跳任务空间轨迹跟踪仿真研究 | 第66-68页 |
| 3.5 本章小结 | 第68-69页 |
| 第4章 仿蛙机器人腾空越障足尖轨迹规划研究 | 第69-89页 |
| 4.1 仿蛙机器人在腾空阶段的运动学及动力学建模 | 第69-72页 |
| 4.1.1 坐标系建立和广义坐标选取 | 第69-70页 |
| 4.1.2 腾空运动学 | 第70-71页 |
| 4.1.3 腾空动力学 | 第71-72页 |
| 4.2 腾空越障运动规划的基本条件 | 第72-75页 |
| 4.2.1 角动量守恒 | 第73页 |
| 4.2.2 着地姿态 | 第73-74页 |
| 4.2.3 障碍描述与机器人足尖安全运动空间 | 第74-75页 |
| 4.3 仿蛙机器人腾空运动足尖轨迹初始规划 | 第75-80页 |
| 4.3.1 快速探索随机树(RRT)算法 | 第76-77页 |
| 4.3.2 任务空间偏置随机树搜索算法(TS-RRT) | 第77-78页 |
| 4.3.3 TS-RRT算法的完备性和可扩展性 | 第78-79页 |
| 4.3.4 基于TS-RRT算法的足尖位形规划与身体姿态调整 | 第79-80页 |
| 4.3.5 仿真与结果分析 | 第80页 |
| 4.4 基于三次样条曲线优化的足尖轨迹连续 | 第80-84页 |
| 4.4.1 三次样条曲线 | 第80-82页 |
| 4.4.2 三次样条曲线优化 | 第82-83页 |
| 4.4.3 基于三次样条曲线优化的足尖轨迹连续 | 第83-84页 |
| 4.4.4 仿真与结果分析 | 第84页 |
| 4.5 仿蛙机器人腾空运动的足尖连续轨迹跟踪控制 | 第84-88页 |
| 4.5.1 足尖连续轨迹跟踪 | 第84-85页 |
| 4.5.2 连续轨迹多步预测校正控制方法 | 第85-88页 |
| 4.6 本章小结 | 第88-89页 |
| 第5章 考虑脚掌柔性的仿蛙机器人着地稳定性研究 | 第89-115页 |
| 5.1 柔性脚掌的变形描述 | 第89-92页 |
| 5.1.1 模型假设与运动分析 | 第89-91页 |
| 5.1.2 变形描述 | 第91-92页 |
| 5.2 仿蛙机器人着地阶段系统模型 | 第92-93页 |
| 5.3 足与地面之间的力学模型 | 第93-98页 |
| 5.3.1 接触-碰撞的判断条件 | 第94页 |
| 5.3.2 足-地之间的弹性接触-碰撞模型 | 第94-96页 |
| 5.3.3 足-地之间的切向摩擦力模型 | 第96-98页 |
| 5.4 考虑刚柔耦合的着地碰撞动力学方程推导 | 第98-100页 |
| 5.4.1 拉格朗日函数 | 第98-99页 |
| 5.4.2 假设模态法离散化拉格朗日函数 | 第99-100页 |
| 5.4.3 考虑脚掌柔性的刚柔耦合碰撞动力学方程 | 第100页 |
| 5.5 仿蛙机器人着地瞬间冲击响应分析 | 第100-104页 |
| 5.6 仿蛙机器人着地稳定性研究 | 第104-114页 |
| 5.6.1 着地稳定的基本条件 | 第104-108页 |
| 5.6.2 着地稳定性分析 | 第108-114页 |
| 5.7 本章小结 | 第114-115页 |
| 第6章 仿蛙机器人间歇跳跃的联合仿真研究 | 第115-127页 |
| 6.1 联合仿真流程 | 第115-117页 |
| 6.2 仿蛙机器人虚拟样机建模 | 第117-119页 |
| 6.2.1 刚性机构模型 | 第117页 |
| 6.2.2 小臂柔性化 | 第117-118页 |
| 6.2.3 虚拟样机模型 | 第118-119页 |
| 6.3 联合仿真控制系统 | 第119-122页 |
| 6.3.1 关节空间分散控制策略 | 第119-122页 |
| 6.3.2 任务空间控制策略 | 第122页 |
| 6.4 仿真结果分析 | 第122-125页 |
| 6.4.1 基于关节空间分散控制的联合仿真结果分析 | 第123-124页 |
| 6.4.2 基于任务空间控制的联合仿真结果分析 | 第124-125页 |
| 6.5 本章小结 | 第125-127页 |
| 结论 | 第127-129页 |
| 参考文献 | 第129-139页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第139-141页 |
| 致谢 | 第141页 |
