双足机器人上楼梯步态规划研究

目录

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第1 章绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 双足机器人研究概述

1.2.1 国外双足机器人研究历程

1.2.2 国内双足机器人研究历程

1.3.1 稳定性理论概述

1.3.2 步态规划理论概述

1.4 本文的主要研究内容

第2 章 双足机器人运动学和步行稳定性

2.1 引言

2.2.1 位姿描述与坐标变换

2.2.2 角速度矢量与旋转矩阵

2.2.3 物体在三维空间的速度

2.3.1 模型的建立

2.3.2 由关节角求连杆的位姿：正运动学

2.3.3 由末端位姿求关节角：逆运动学

2.3.4 雅可比矩阵

2.3.5 双足机器人运动学仿真

2.4 步行稳定性判定

2.4.1 ZMP的概念与计算

2.4.2 从ZMP到线性倒立摆模型

2.4.3 ZMP在线计算

2.5 本章小结

第 3 章 双足机器人的步态规划

3.1 引言

3.2 三维步行单元

3.2.1三维线性倒立摆模型

3.2.2 步行参数和三维步行单元

3.3 基于倒立摆模型数值解的步态规划

3.3.1 ZMP 方程和数值解法

3.3.2 机器人的全方向行走

3.4 预观控制步行模式生成

3.4.1 ZMP 跟踪控制

3.4.2 预观控制步行模式生成

3.4.3 预观控制合理性分析

3.4.4 机器人行走稳定性分析

3.5 本章小结

第 4 章 楼梯步态与动力学仿真

4.1 引言

4.2 仿真环境搭建

4.2.1 仿真系统的总体设计

4.2.2 ADAMS 机器人虚拟样机

4.2.3 MATLAB 联合仿真

4.2.4 Simulink 控制系统

4.3 动态行走仿真实验

4.3.1 起步和止步阶段运动规划

4.3.2 平地行走仿真实验

4.3.3 脚掌俯仰角的优化

4.4 楼梯步态仿真实验

4.4.1 摆动脚轨迹规划

4.4.2 质心高度规划和脚掌俯仰的优化

4.4.3 双足机器人上楼梯仿真

4.5 本章小结

结 论

参考文献

声明

致 谢