仿人機器人理論與技術(shù)

1　仿人機器人概論
　1.1　仿人機器人的基本概念
　　1.1.1　自由度配置
　　1.1.2　驅(qū)動方式
　　1.1.3　足部機構(gòu)
　　1.1.4　傳感器
　1.2　仿人機器人的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
　　1.2.1　主動型仿人機器人的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
　　1.2.2　被動型仿人機器人的發(fā)展歷程及現(xiàn)狀
　1.3　存在的挑戰(zhàn)
　1.4　本書各章節(jié)的內(nèi)容安排
　參考文獻(xiàn)
2　仿人步行的數(shù)學(xué)表示方法
　2.1　引論
　2.2　仿人機器人的運動學(xué)建模
　　2.2.1　THBIP-Ⅰ仿人機器人
　　2.2.2　坐標(biāo)系定義與方向余弦矩陣
　　2.2.3　位置模型
　　2.2.4　各剛體的角速度
　　2.2.5　各剛體的角加速度
　　2.2.6　各剛體的質(zhì)心速度
　　2.2.7　各剛體的質(zhì)心加速度
　2.3　仿人機器人的動力學(xué)建模
　　2.3.1　正向動力學(xué)求解——拉格朗日方法
　　2.3.2　逆向動力學(xué)求解——牛頓-歐拉方法
　　2.3.3　動力學(xué)問題的符號自動推導(dǎo)
　2.4　地面碰撞建模
　　2.4.1　碰撞的假設(shè)條件
　　2.4.2　碰撞過程推導(dǎo)
　2.5　仿人機器人的整體步行模型
　　2.5.1　變維數(shù)混雜自動機
　　2.5.2　若干假設(shè)
　　2.5.3　正常平地前向步行的可能形式
　2.6　小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
3　仿人機器人的穩(wěn)定性理論
　3.1　引論
　3.2　現(xiàn)有的步行穩(wěn)定性判據(jù)及其局限性
　　3.2.1　ZMP穩(wěn)定性判據(jù)
　　3.2.2　龐加萊回歸映射穩(wěn)定性理論
　　3.2.3　質(zhì)心角動量判據(jù)
　3.3　雙足步行穩(wěn)定性及其降維方法
　　3.3.1　雙足步行穩(wěn)定性的直觀表述及其數(shù)學(xué)定義
　　3.3.2　生成不摔倒運動的方法
　　3.3.3　雙足步行穩(wěn)定性的降維原理和降維方法
　　3.3.4　降維后的任務(wù)空間模型
　3.4　任務(wù)空間的穩(wěn)定性判據(jù)
　　3.4.1　任務(wù)空間模型的基本假設(shè)與若干定義
　　3.4.2　截面序列及其與混雜狀態(tài)軌線的等價性
　　3.4.3　截面映射及其同胚的解析形式
　　3.4.4　截面映射穩(wěn)定性判據(jù)
　　3.4.5　有腳雙足機器人的仿真算例
　3.5　穩(wěn)定性判據(jù)的應(yīng)用(一)： 行走模式規(guī)劃
　　3.5.1　欠驅(qū)動雙足機器人的步行數(shù)學(xué)模型
　　3.5.2　參數(shù)化的行走模式
　　3.5.3　行走性能指標(biāo)及其圖集
　　3.5.4　基于指標(biāo)圖集的行走模式規(guī)劃
　　3.5.5　實驗結(jié)果
　3.6　穩(wěn)定性判據(jù)的應(yīng)用(二)： 行走模式轉(zhuǎn)換
　　3.6.1　行走模式一步轉(zhuǎn)換
　　3.6.2　行走模式多步轉(zhuǎn)換
　　3.6.3　實驗結(jié)果
　3.7　小結(jié)
　參考文獻(xiàn)
4　仿人機器人的運動規(guī)劃
5　仿人機器人的步行信息感知與傳感反射控制
6　仿人機器人的仿生控制
結(jié)束語