面向人機協(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)作機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 仿人關(guān)節(jié)機理研究國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.2 協(xié)作機器人安全避障國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.3 雙臂協(xié)作機器人協(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
參考文獻
第2章 基于生物力學(xué)分析的關(guān)節(jié)柔性機理研究
2.1 關(guān)節(jié)連續(xù)運動生成機理研究
2.1.1 關(guān)節(jié)連續(xù)運動生理學(xué)描述
2.1.2 sEMG正向動力學(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 肌肉收縮動力學(xué)建模
2.3 基于生理結(jié)構(gòu)模型的肘關(guān)節(jié)動力學(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)運動估計實驗結(jié)果與分析
2.4.1 實驗方案
2.4.2 實驗結(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 基于擾動實驗法的關(guān)節(jié)剛度估計
2.5.2 基于模型估計法的關(guān)節(jié)剛度估計
2.6 基于短程肌肉剛度的骨骼肌時變剛度建模
2.6.1 短程肌肉剛度建模
2.6.2 骨骼肌時變剛度建模
2.7 基于生理模型的肘關(guān)節(jié)時變剛度建模
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)剛度動力學(xué)建模
2.7.3 模型參數(shù)辨識
2.8 關(guān)節(jié)時變剛度估計實驗結(jié)果與分析
2.8.1 實驗方案
2.8.2 實驗結(jié)果
2.8.3 結(jié)果分析
本章小結(jié)
參考文獻
第3章 基于力矩補償?shù)臋C器人柔性關(guān)節(jié)
3.1 融合諧波傳動的關(guān)節(jié)動力學(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 基于諧波傳動的關(guān)節(jié)動力學(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償
3.3.3 基于力矩補償?shù)年P(guān)節(jié)零力控制實驗
本章小結(jié)
參考文獻
第4章 協(xié)作機器人避障算法研究
4.1 障礙物的定位研究
4.1.1 圖像預(yù)處理
4.1.2 圖像處理中的坐標系關(guān)系
4.1.3 空間點重建
4.2 協(xié)作機器人避障算法研究
4.2.1 避障算法的確定
4.2.2 平面三自由度機器人建模
4.2.3 避障指標的確定
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 仿真實驗與分析
4.3 避障實驗研究
4.3.1 軟件開發(fā)工具
4.3.2 實驗平臺
4.3.3 避障實驗及分析
本章小結(jié)
參考文獻
第5章 協(xié)作機器人安全碰撞檢測研究
5.1 柔性關(guān)節(jié)機器人動力學(xué)建模
5.2 基于二階前饋廣義動量的機器人碰撞檢測算法
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)的動態(tài)閾值設(shè)定
5.4 協(xié)作機器人碰撞檢測實驗研究
5.4.1 協(xié)作機器人碰撞檢測平臺
5.4.2 外力干擾實驗驗證分析
5.4.3 碰撞檢測位置實驗研究
本章小結(jié)
參考文獻
第6章 雙臂協(xié)作機器人相對動力學(xué)建模
6.1 雙臂協(xié)作機器人運動學(xué)建模
6.1.1 雙臂協(xié)作機器人廣義連桿坐標系
6.1.2 雙臂協(xié)作機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 運動學(xué)方程求導(dǎo)法
6.2.4 矢量解析法
6.3 雙臂協(xié)作機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)作機器人相對雅可比矩陣
6.4 雙臂協(xié)作機器人動力學(xué)建模
6.4.1 勻質(zhì)連桿動能求解方法
6.4.2 雙臂協(xié)作機器人系統(tǒng)動能與位能
6.4.3 雙臂機器人動力學(xué)模型的建立
6.5 雙臂協(xié)作機器人相對動力學(xué)建模
6.6 基于雙臂相對動力學(xué)模型的仿真與實驗
6.6.1 仿真條件設(shè)定
6.6.2 仿真與實驗分析
本章小結(jié)
參考文獻