人形机器人关键技术电子书

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内容提要

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前言

第1章 人形机器人概述

1.1 人形机器人研究意义

1.2 人形机器人的发展现状

1.2.1 国外人形机器人的发展现状

（1）日本

（2）美国

（3）其他国家

1.2.2 国内人形机器人的发展现状

1.3 人形机器人的关键技术

1.3.1 运动学与动力学

1.3.2 步行稳定性判据

1.3.3 步态规划

1.3.4 机械手运动控制

1.3.5 智能交互

1.3.6 安全通信

1.4 本书各章节内容安排

参考文献

第2章 人形机器人运动学与动力学建模

2.1 概述

2.2 人形机器人的运动学建模

2.2.1 人形机器人模型推导

2.2.2 人形机器人的正运动学建模

2.2.3 人形机器人的逆运动学建模

2.3 人形机器人的动力学建模

2.4 本章小结

参考文献

第3章 人形机器人步行稳定性判据

3.1 概述

3.2 零力矩点稳定性判据

3.2.1 零力矩点稳定性判据的概念和计算

3.2.2 零力矩点稳定性判据的局限性

（1）人形机器人脚掌与地面的接触面积很小

（2）允许人形机器人支撑腿脚部相对地面转动

（3）考虑人形机器人脚底与地面有相对滑动

3.3 基于庞加莱回归映射的稳定性判据

3.3.1 庞加莱回归映射稳定性理论

3.3.2 庞加莱回归映射稳定性判据的应用局限

3.4 质心角动量稳定性判据

3.4.1 质心角动量稳定性判据的基本概念和应用

3.4.2 质心角动量稳定性判据的局限性

3.5 本章小结

参考文献

第4章 人形机器人行走步态规划

4.1 概述

4.2 基于简化模型的步态规划方法

4.2.1 连杆模型的步态规划

（1）初等函数法

（2）多项式拟合法

（3）三次样条插值法

4.2.2 倒立摆模型的步态规划

4.2.3 车-桌模型的步态规划

4.3 基于人工智能的步态规划方法

4.3.1 模糊控制算法步态规划

4.3.2 神经网络步态规划

4.3.3 遗传算法步态规划

4.4 步态规划方法比较

4.5 本章小结

参考文献

第5章 人形机器人机械手运动控制

5.1 概述

5.2 人形机器人机械手驱动方式

5.2.1 电机驱动

5.2.2 液压驱动

5.2.3 气压驱动

5.2.4 形状记忆合金驱动

5.3 人形机器人机械手轨迹规划

5.3.1 关节空间轨迹规划

5.3.1.1 三次多项式规划

5.3.1.2 五次多项式规划

5.3.2 笛卡儿空间轨迹规划

5.3.2.1 直线轨迹规划

5.3.2.2 空间圆弧轨迹规划

5.4 人形机器人机械手控制

5.4.1 自由空间控制

5.4.2 约束空间控制

5.5 本章小结

参考文献

第6章 人形机器人智能交互

6.1 概述

6.2 基于生物电信号的智能交互系统

6.2.1 生物电信号概述

6.2.1.1 表面肌电信号产生机理

6.2.1.2 表面肌电信号特性

（1）微弱性

（2）低频性

（3）交变性

（4）规律性

6.2.2 生物电信号处理技术

6.2.2.1 表面肌电信号获取

6.2.2.2 表面肌电信号预处理

6.2.2.3 表面肌电信号精细分解方法

6.2.2.4 特征提取技术

6.2.2.5 特征降维方法

6.2.2.6 表面肌电信号识别方法

（1）SVM分类器

（2）KNN分类器

（3）Bagging分类器

6.3 智能交互系统应用研究

6.3.1 表面肌电信号的获取与处理技术

6.3.2 性能评估指标

6.3.3 本征模态函数个数确定

6.3.4 特征提取参数分析

6.3.5 特征降维结果分析

6.3.6 识别结果分析

6.4 本章小结

参考文献

第7章 人形机器人安全通信

7.1 概述

7.2 人形机器人通信方案

7.2.1 Wi-Fi技术

（1）安装便捷，无需布线，易于扩展和维护

（2）组网灵活、移动性好

（3）无线覆盖范围广，传输速率快，可靠性高

（4）健康安全

7.2.2 蓝牙技术

7.3 人形机器人安全通信技术

（1）通信协议不规范

（2）弱身份认证

（3）访问控制策略不严格

7.3.1 信息加密技术

7.3.2 身份认证技术

7.3.3 访问控制技术

7.4 本章小结

参考文献