多模式移動操作機器人

《多模式移動操作機器人》內容涵蓋了輪腿複合與腿臂融合多模式移動操作機器人的機構設計、運動規劃與控制方法等相關技術；
介紹了四足變拓樸構型機器人和徑向對稱圓週分佈六足機器人，展示了多種輪腿複合、腿臂融合機構與模組化仿生足的設計；
闡釋了多模式移動操作機器人的步態規劃、操作規劃、模式切換與輪腿協同路徑規劃方法；
演繹了基於質心運動學的移動操作控制方法、
基於慣性中心在SE(3)上指數座標的多足機器人動力學控制方法及其自適應步態控制技術。

前言
第1章 緒論
第2章 移動操作機器人的變拓樸仿生構型設計
2.1 馬的肢體結構特徵與死點支撐效應
2.1.1 馬前肢與後肢模型
2.1.2 地面反作用力對關節力和關節力矩的影響
2.1.3 肢體姿勢對關節力和關節力矩的影響
2.2 徑向對稱圓週分佈六足機器人的設計
2.2.1 六腳機器人腿的配置方式
2.2.2 支撐腿運動學
2.2.3 擺動腿運動學
2.2.4 整體運動學
2.2.5 單腳的尺度綜合
2.2.6 類昆蟲式和類哺乳動物式支撐方式的比較
2.3 四足變拓樸機器人的設計與構型切換
2.3.1 單腿構型設計
2.3.2 構型切換
2.3.3 單腿正運動學分析
2.3.4 單腳逆運動學分析
2.3.5 機械設計
第3章 輪腿複合、腿臂融合機構與多功能操作屬具設計
3.1 機器人輪腿複合機構及結構設計
3.2 可實現三自由度與五自由度切換的腿臂融合單分支設計
3.2.1 正運動學
3.2.2 逆運動學
3.2.3 結構及樣機設計
3.3 可實現三自由度與六自由度切換的腿臂融合單分支設計
3.3.1 正運動學
3.3.2 逆運動學
3.3.3 結構及樣機設計
3.4 手足一體化設計
第4章 模組化仿生機械足設計
4.1 適應山地環境行走的大附著力仿岩羊機械足設計
4.2 適應鬆軟沙地行走的仿駱駝機械足設計
4.3 適應濕軟地面行走的仿水牛機械足設計
4.4 大附著力仿生攀岩手爪設計
第5章 四足變拓樸機器人的步態運動規劃
5.1 四足機器人步態分類
5.2 四足變拓樸機器人的構型切換
5.3 仿昆蟲擺腿「3+1」步態設計
5.3.1 擺動腿序列規劃
5.3.2 機身運動軌跡規劃
5.3.3 擺動足足端軌跡規劃
5.4 仿哺乳動物踢腿Trot步態設計
5.4.1 擺動腿序列規劃
5.4.2 機身速度規劃
5.4.3 擺動足足端軌跡規劃
5.5 仿山羊Bound爬坡步態規劃
5.6 陡坡攀爬靜態步態規劃
第6章 NOROS機器人的多種運動步態與多模式運動切換方法
6.1 六足機器人的仿生步態規劃
6.2 仿昆蟲和哺乳動物混合步態在NOROS機器人的應用
6.3 輪腿運動模式的切換
6.4 六足機器人的容錯步態規劃
6.4.1 關節鎖定的情況
6.4.2 一條腿脫落的情況
6.4.3 兩條腿脫落的情況
6.5 六足機器人的翻倒自恢復
6.5.1 昆蟲的翻倒自恢復
6.5.2 六足機器人翻倒自恢復運動規劃
6.5.3 六足機器人翻倒自恢復運動實現
6.5.4 六足機器人翻倒自恢復實驗驗證
第7章 基於序列運動等價機構模型的NOROS機器人運動規劃方法
7.1 NOROS機器人不同步態的序列運動等價機構
7.2 穩定性工作空間分析
7.3 六腳機器人步幅分析
7.4 六足機器人的移動操作規劃方法
7.4.1 機器人移動式單臂操作規劃
7.4.2 機器人移動雙臂操作規劃
第8章 輪腿多模式協同運動路徑規劃方法
8.1 輪腿協同運動規劃系統模型建立
8.2 輪式運動的通過性分析
8.3 腿式運動的通過性分析
8.4 基於AnytimeRRT的輪腿混合運動規劃
8.5 隨機採樣過程與隨機樹拓展過程
8.6 基於A*演算法的分支生長
8.7 仿真與實驗
第9章 機器人的質心運動學公式
9.1 質心與其運動學概述
9.2 質量位移矩陣
9.3 單分支系統質心運動學
9.4 多分支系統質心運動學
9.5 四足被動輪滑機器人質心運動控制
9.6 六足機器人腿臂融合操作運動學控制
9.6.1 六足機器人腿臂融合操作運動學分析
9.6.2 腿臂融合操作的質心運動學控制方法
9.6.3 六足機器人腿臂融合操作模擬及實驗
第10章 基於慣性中心的機器人動力學控制方法
10.1 基於慣性中心在SE(3)上指數座標的多足機器人動力學
10.2 基於慣性中心的動力學在四足機器人動態行走控制的應用
10.2.1 擺動腿控制
10.2.2 支撐腿控制
10.3 基於慣性中心的動力學在四足被動輪滑機器人控制中的驗證
10.3.1 機身的運動軌跡規劃
10.3.2 推地狀態與擺動狀態的腿分支軌跡規劃
第11章 多足機器人自適應步態控制技術
11.1 自適應步態設計
11.2 虛擬支撐平面
11.3 基於指數映射在SE(3)空間的機身軌跡規劃
11.4 擺盪分支運動軌跡規劃
11.5 在多模式六足機器人和四足機器人的驗證
參考文獻