面向人機(jī)協(xié)作的仿人柔性關(guān)節(jié)與安全避碰技術(shù)

第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 協(xié)作機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 仿人關(guān)節(jié)機(jī)理研究國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.2 協(xié)作機(jī)器人安全避障國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.3 雙臂協(xié)作機(jī)器人協(xié)調(diào)系統(tǒng)模型國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本書概要及展望
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第2章 基于生物力學(xué)分析的關(guān)節(jié)柔性機(jī)理研究
2.1 關(guān)節(jié)連續(xù)運(yùn)動(dòng)生成機(jī)理研究
2.1.1 關(guān)節(jié)連續(xù)運(yùn)動(dòng)生理學(xué)描述
2.1.2 sEMG正向動(dòng)力學(xué)建模
2.2 基于Hill模型的肌肉力學(xué)建模
2.2.1 肌肉活躍度建模
2.2.2 肌肉收縮動(dòng)力學(xué)建模
2.3 基于生理結(jié)構(gòu)模型的肘關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)建模
2.3.1 肘關(guān)節(jié)生理結(jié)構(gòu)建模
2.3.2 肘關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)建模
2.3.3 模型參數(shù)辨識
2.4 關(guān)節(jié)連續(xù)運(yùn)動(dòng)估計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
2.4.1 實(shí)驗(yàn)方案
2.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.4.3 結(jié)果分析
2.5 關(guān)節(jié)剛度識別方法研究
2.5.1 基于擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)法的關(guān)節(jié)剛度估計(jì)
2.5.2 基于模型估計(jì)法的關(guān)節(jié)剛度估計(jì)
2.6 基于短程肌肉剛度的骨骼肌時(shí)變剛度建模
2.6.1 短程肌肉剛度建模
2.6.2 骨骼肌時(shí)變剛度建模
2.7 基于生理模型的肘關(guān)節(jié)時(shí)變剛度建模
2.7.1 肘關(guān)節(jié)剛度生理結(jié)構(gòu)建模
2.7.2 肘關(guān)節(jié)剛度動(dòng)力學(xué)建模
2.7.3 模型參數(shù)辨識
2.8 關(guān)節(jié)時(shí)變剛度估計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
2.8.1 實(shí)驗(yàn)方案
2.8.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.8.3 結(jié)果分析
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第3章 基于力矩補(bǔ)償?shù)臋C(jī)器人柔性關(guān)節(jié)
3.1 融合諧波傳動(dòng)的關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)建模
3.1.1 關(guān)節(jié)簡化模型
3.1.2 關(guān)節(jié)柔性分析與建模
3.1.3 基于諧波傳動(dòng)的關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)模型
3.2 基于最小二乘法的關(guān)節(jié)參數(shù)辨識
3.2.1 關(guān)節(jié)摩擦參數(shù)辨識
3.2.2 關(guān)節(jié)剛度辨識
3.2.3 關(guān)節(jié)整體離線參數(shù)辨識
3.3 基于力反饋的關(guān)節(jié)零力控制研究
3.3.1 關(guān)節(jié)扭矩估算方法
3.3.2 關(guān)節(jié)重力矩和摩擦力矩補(bǔ)償
3.3.3 基于力矩補(bǔ)償?shù)年P(guān)節(jié)零力控制實(shí)驗(yàn)
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第4章 協(xié)作機(jī)器人避障算法研究
4.1 障礙物的定位研究
4.1.1 圖像預(yù)處理
4.1.2 圖像處理中的坐標(biāo)系關(guān)系
4.1.3 空間點(diǎn)重建
4.2 協(xié)作機(jī)器人避障算法研究
4.2.1 避障算法的確定
4.2.2 平面三自由度機(jī)器人建模
4.2.3 避障指標(biāo)的確定
4.2.4 基于主從任務(wù)轉(zhuǎn)化的閉環(huán)控制避障算法建模
4.2.5 仿真實(shí)驗(yàn)與分析
4.3 避障實(shí)驗(yàn)研究
4.3.1 軟件開發(fā)工具
4.3.2 實(shí)驗(yàn)平臺
4.3.3 避障實(shí)驗(yàn)及分析
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第5章 協(xié)作機(jī)器人安全碰撞檢測研究
5.1 柔性關(guān)節(jié)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模
5.2 基于二階前饋廣義動(dòng)量的機(jī)器人碰撞檢測算法
5.2.1 無外傳感器的碰撞檢測算法
5.2.2 六自由度協(xié)作機(jī)器人碰撞檢測算法仿真
5.3 基于加權(quán)最小二乘濾波算法的參數(shù)優(yōu)化與閾值設(shè)定
5.3.1 加權(quán)線性最小二乘濾波參數(shù)優(yōu)化
5.3.2 機(jī)器人關(guān)節(jié)電流濾波優(yōu)化
5.3.3 基于最小二乘法各關(guān)節(jié)摩擦辨識
5.3.4 基于衡量參數(shù)的動(dòng)態(tài)閾值設(shè)定
5.4 協(xié)作機(jī)器人碰撞檢測實(shí)驗(yàn)研究
5.4.1 協(xié)作機(jī)器人碰撞檢測平臺
5.4.2 外力干擾實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析
5.4.3 碰撞檢測位置實(shí)驗(yàn)研究
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第6章 雙臂協(xié)作機(jī)器人相對動(dòng)力學(xué)建模
6.1 雙臂協(xié)作機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
6.1.1 雙臂協(xié)作機(jī)器人廣義連桿坐標(biāo)系
6.1.2 雙臂協(xié)作機(jī)器人廣義連桿變換矩陣
6.2 雅可比矩陣求解方法
6.2.1 矢量積法
6.2.2 微分變換法
6.2.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求導(dǎo)法
6.2.4 矢量解析法
6.3 雙臂協(xié)作機(jī)器人相對雅可比矩陣求解研究
6.3.1 旋轉(zhuǎn)矩陣變換
6.3.2 平移矢量變換
6.3.3 雙臂協(xié)作機(jī)器人相對雅可比矩陣
6.4 雙臂協(xié)作機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模
6.4.1 勻質(zhì)連桿動(dòng)能求解方法
6.4.2 雙臂協(xié)作機(jī)器人系統(tǒng)動(dòng)能與位能
6.4.3 雙臂機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型的建立
6.5 雙臂協(xié)作機(jī)器人相對動(dòng)力學(xué)建模
6.6 基于雙臂相對動(dòng)力學(xué)模型的仿真與實(shí)驗(yàn)
6.6.1 仿真條件設(shè)定
6.6.2 仿真與實(shí)驗(yàn)分析
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