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摘 要
Abstract
目 录
第 1 章 绪 论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.3 下肢外骨骼机器人研究综述
1.3.1 人体运动捕捉
1.3.2 运动预测及步态分相
1.3.3 外骨骼机器人控制策略
1.4 本文主要研究内容
第 2 章 人体步态采集系统
2.1 人体步态采集系统平台
2.2 上位机显示及步态信息存储
2.3 人体步态运动分析
2.3.1 步态数据分析
2.3.2 步态回归模型
2.4 外骨骼固定步态实验
2.5 本章小结
第 3 章 人体步态运动预测
3.1 响应延迟测试
3.2 Takens预测策略
3.2.1 非线性时间序列预测介绍
3.2.2 Takens预测算法及预测效果
3.3 改进Takens步态预测策略
3.3.1 计算步骤
3.3.2 预测结果
3.4 牛顿预测法
3.5 实验结果及分析
3.6 本章小结
第 4 章 人体步态分相
4.1 步态分相硬件平台
4.2 多种步态分相策略实现
4.2.1 模糊逻辑步态分相
4.2.2 高斯混合模型分相
4.3 有约束的高斯混合模型步态分相策略
4.3.1 足跟着地足尖离地时刻获取
4.3.2 足跟着地及足尖离地约束
4.3.3 隐马尔可夫模型与步态相位转移
4.4 本章小结
第 5 章 下肢外骨骼机器人运动学动力学模型
5.1 下肢外骨骼机器人运动学建模
5.1.1 单腿支撑运动学模型
5.1.2 上端固定运动学模型
5.2 下肢外骨骼机器人动力学模型
5.3.1 动力学方程建模
5.3.2 参数系统辨识
5.3.3 动力学参数验证
5.4 本章小结
第 6 章 下肢外骨骼机器人控制策略
6.1 人机交互感知及绑缚方式
6.2 控制框架
6.3 关节角度预测与人体末端运动获取
6.4 阻抗控制
6.4.1 支撑态足部阻抗
6.4.2 摆动态的足部阻抗
6.5.1 安全防护
6.5.2 步态预测及足底阻抗
6.5.3 步态分相及扰动观测器
6.5.4 多场景下外骨骼机器人行走实验
6.6 本章小结
结 论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限
致 谢
