面向人機協(xié)作的仿人柔性關節(jié)與安全避碰技術

定　價：￥119.00

作　者：	張建華著
出版社：	科學出版社
叢編項：
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787030714176	出版時間：	2022-03-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	196	字數(shù)：

內容簡介

　　全書共6章，由點到面地闡述人機協(xié)作機器人的部分關鍵理論與技術，主要包括連續(xù)運動意圖識別、關節(jié)時變剛度估計、仿人關節(jié)柔性生成、安全避障和雙臂動力學建模相關研究。首先，通過研究人體肘關節(jié)肌肉驅動特性，提出一種基于力矩補償?shù)年P節(jié)仿人柔順控制方法；然后，分別研究了基于主從任務轉化的閉環(huán)控制避障算法和無外傳感器的非預測性碰撞檢測算法；最后，提出一種雙臂協(xié)作機器人動力學建模方法。本書適合對機器人數(shù)學基礎、運動學與動力學建模、規(guī)劃與控制等基礎知識有一定了解的高校學生、科研人員或相關行業(yè)從業(yè)人員參考學習。

作者簡介

　　張建華男，教授，博士生導師。主要從事智能機器人理論與應用等方面的教學與研究工作，國家“萬人計劃”科技創(chuàng)新領軍人才，科技部重點領域“智能機器人工程服役關鍵技術”創(chuàng)新團隊負責人，天津市杰出青年科學基金、河北省杰出青年科學基金獲得者。發(fā)表論文80余篇，專利3O余項，獲省部級一等獎2項、二等獎1項。

圖書目錄

第1章緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 協(xié)作機器人國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 仿人關節(jié)機理研究國內外現(xiàn)狀
1.2.2 協(xié)作機器人安全避障國內外研究現(xiàn)狀
1.2.3 雙臂協(xié)作機器人協(xié)調系統(tǒng)模型國內外研究現(xiàn)狀
1.3 本書概要及展望
參考文獻
第2章基于生物力學分析的關節(jié)柔性機理研究
2.1 關節(jié)連續(xù)運動生成機理研究
2.1.1 關節(jié)連續(xù)運動生理學描述
2.1.2 sEMG正向動力學建模
2.2 基于Hill模型的肌肉力學建模
2.2.1 肌肉活躍度建模
2.2.2 肌肉收縮動力學建模
2.3 基于生理結構模型的肘關節(jié)動力學建模
2.3.1 肘關節(jié)生理結構建模
2.3.2 肘關節(jié)動力學建模
2.3.3 模型參數(shù)辨識
2.4 關節(jié)連續(xù)運動估計實驗結果與分析
2.4.1 實驗方案
2.4.2 實驗結果
2.4.3 結果分析
2.5 關節(jié)剛度識別方法研究
2.5.1 基于擾動實驗法的關節(jié)剛度估計
2.5.2 基于模型估計法的關節(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節(jié)時變剛度建模
2.7.1 肘關節(jié)剛度生理結構建模
2.7.2 肘關節(jié)剛度動力學建模
2.7.3 模型參數(shù)辨識
2.8 關節(jié)時變剛度估計實驗結果與分析
2.8.1 實驗方案
2.8.2 實驗結果
2.8.3 結果分析
本章小結
參考文獻
第3章基于力矩補償?shù)臋C器人柔性關節(jié)
3.1 融合諧波傳動的關節(jié)動力學建模
3.1.1 關節(jié)簡化模型
3.1.2 關節(jié)柔性分析與建模
3.1.3 基于諧波傳動的關節(jié)動力學模型
3.2 基于最小二乘法的關節(jié)參數(shù)辨識
3.2.1 關節(jié)摩擦參數(shù)辨識
3.2.2 關節(jié)剛度辨識
3.2.3 關節(jié)整體離線參數(shù)辨識
3.3 基于力反饋的關節(jié)零力控制研究
3.3.1 關節(jié)扭矩估算方法
3.3.2 關節(jié)重力矩和摩擦力矩補償
3.3.3 基于力矩補償?shù)年P節(jié)零力控制實驗
本章小結
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 圖像預處理
4.1.2 圖像處理中的坐標系關系
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 基于主從任務轉化的閉環(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
參考文獻
第5章協(xié)作機器人安全碰撞檢測研究
5.1 柔性關節(jié)機器人動力學建模
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 基于加權最小二乘濾波算法的參數(shù)優(yōu)化與閾值設定
5.3.1 加權線性最小二乘濾波參數(shù)優(yōu)化
5.3.2 機器人關節(jié)電流濾波優(yōu)化
5.3.3 基于最小二乘法各關節(jié)摩擦辨識
5.3.4 基于衡量參數(shù)的動態(tài)閾值設定
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
參考文獻
第6章雙臂協(xié)作機器人相對動力學建模
6.1 雙臂協(xié)作機器人運動學建模
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 運動學方程求導法
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)作機器人動力學建模
6.4.1 勻質連桿動能求解方法
6.4.2 雙臂協(xié)作機器人系統(tǒng)動能與位能
6.4.3 雙臂機器人動力學模型的建立
6.5 雙臂協(xié)作機器人相對動力學建模
6.6 基于雙臂相對動力學模型的仿真與實驗
6.6.1 仿真條件設定
6.6.2 仿真與實驗分析
本章小結
參考文獻