仿壁虎機器人技術

定　價：￥66.00

作　者：	俞志偉
出版社：	北京理工大學出版社
叢編項：	人工智能與機器人先進技術叢書
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787568297196	出版時間：	2021-04-01	包裝：
開本：	16開	頁數(shù)：	223	字數(shù)：

內容簡介

　　本書介紹了國內外爬壁機器人研究現(xiàn)狀，分析了仿壁虎機器人特點；以壁虎為仿生對象，仿生設計基于干黏附技術仿壁虎機器人，建立了仿壁虎機器人單腿的運動學模型，分析仿壁虎機器人正/逆解運動學方程；分析大壁虎的爬行步態(tài)，基于MATLAB開發(fā)設計一種針對腳掌姿態(tài)和落點位置參數(shù)可調的仿生步態(tài)規(guī)劃方法；仿生設計了多種新型腳趾結構，并對腳趾結構進行受力分析，開展了不同腳趾結構和運動模式下**法向黏附力測試；設計了空間仿壁虎機器人的尾巴，使機器人在模擬微重力下可以通過尾巴來調節(jié)自身姿態(tài)；設計三維力傳感器，分析了仿壁虎機器人在接觸面上碰撞時的作用力對其運動穩(wěn)定性的影響因素，進行了空間仿壁虎機器人碰撞著陸實驗；開展了仿壁虎機器人90°墻面和180°負表面的穩(wěn)定運動控制，最終實現(xiàn)了全空間表面粘附運動控制，驗證了仿壁虎機器人運動控制對不同傾斜度表面的適應能力。本書是第一本關于干黏附仿壁虎機器人的專著，分別從結構設計、步態(tài)規(guī)劃、運動仿真、運動控制和實驗測試方面進行了系統(tǒng)性研究的工作總結。本書適合從事仿生機器人的科學研究者閱讀，對相關足式爬壁機器人研究具有一定的指導和借鑒價值。

作者簡介

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圖書目錄

第1章緒論
1.1 仿壁虎機器人簡介
1.2 仿壁虎機器人研究現(xiàn)狀
1.2.1 國內外爬壁機器人研究現(xiàn)狀
1.2.2 國外仿壁虎機器人研究現(xiàn)狀
1.2.3 國內仿壁虎機器人研究現(xiàn)狀
1.3 仿壁虎機器人的發(fā)展趨勢
1.4 本章小結
第2章仿壁虎機器人系統(tǒng)設計及其運動學分析
2.1 引言
2.2 足式步行機器人的結構設計
2.2.1 腿機構的基本要求和足數(shù)選擇
2.2.2 驅動方式
2.3 壁虎骨骼結構的仿生研究
2.3.1 仿壁虎機器人的自由度設計
2.3.2 壁虎黏附系統(tǒng)介紹
2.3.3 仿壁虎機器人整機結構簡介
2.3.4 仿壁虎機器人自主黏/脫附腳掌原理分析
2.4 運動學基礎
2.4.1 位姿變換
2.4.2 仿壁虎機器人坐標系建立
2.5 仿壁虎機器人運動學分析
2.5.1 仿壁虎機器人運動學正解分析
2.5.2 仿壁虎機器人運動學逆解分析
2.6 本章小結
第3章仿壁虎機器人步態(tài)規(guī)劃及運動仿真
3.1 引言
3.2 足式機器人步態(tài)規(guī)劃方法
3.2.1 足式機器人步態(tài)研究進展
3.2.2 步態(tài)描述的基本定義
3.3 仿壁虎機器人步態(tài)規(guī)劃研究
3.3.1 身體運動的規(guī)劃
3.3.2 腿部運動的規(guī)劃
3.4 仿壁虎機器人運動仿真實驗
3.4.1 步態(tài)規(guī)劃程序架構設計
3.4.2 主要功能模塊的設計
3.4.3 程序界面的設計與實現(xiàn)
3.4.4 各功能模塊程序實現(xiàn)
3.4.5 爬壁步態(tài)規(guī)劃的仿真分析
3.5 本章小結
第4章仿壁虎機器人腳趾結構設計及其黏附性能分析
4.1 仿壁虎機器人關鍵黏附部件概述
4.1.1 干黏附材料微觀結構
4.1.2 不同厚度基底的干黏附材料與鏡面接觸面積占比
4.2 黏附材料性能測試
4.2.1 寬度與法向黏附力的關系
4.2.2 寬度與切向黏附力的關系
4.2.3 黏附材料的黏附區(qū)域
4.2.4 基底材料厚度與各向異性力關系
4.2.5 黏附模型
4.3 仿壁虎腳趾結構設計及受力分析
4.3.1 仿壁虎機器人腳趾結構設計
4.3.2 仿壁虎機器人腳趾結構受力分析
4.4 仿壁虎腳掌最大法向黏附力測試
4.4.1 實驗設計及平臺搭建
4.4.2 仿壁虎腳掌預壓力黏附性能測試實驗
4.5 本章小結
第5章空間仿壁虎機器人的姿態(tài)調控研究
5.1 仿壁虎機器人控制系統(tǒng)概述
5.1.1 機器人控制系統(tǒng)架構
5.1.2 空間仿壁虎機器人控制系統(tǒng)設計要求
5.2 空間仿壁虎機器人控制系統(tǒng)硬件設計
5.2.1 主控芯片概述
5.2.2 主控芯片最小系統(tǒng)電路
5.2.3 電源供電部分電路
5.2.4 通信部分電路
5.2.5 舵機控制接口電路
5.2.6 控制系統(tǒng)電路板布局布線原則
5.3 空間仿壁虎機器人控制系統(tǒng)軟件設計
5.3.1 嵌入式實時操作系統(tǒng)介紹
5.3.2 控制系統(tǒng)啟動程序
5.3.3 驅動程序
5.3.4 UC/OS一Ⅲ嵌入式操作系統(tǒng)的移植
5.4 姿態(tài)傳感器簡介
5.4.1 姿態(tài)傳感器的規(guī)格及性能指標
5.4.2 姿態(tài)傳感器工作原理
5.4.3 姿態(tài)傳感器通信協(xié)議結構
5.5 驅動和測距模塊簡介
5.5.1 尾部電動機驅動模塊
5.5.2 測距傳感器模塊
5.6 空間仿壁虎機器人姿態(tài)調控數(shù)學模型
5.6.1 空間仿壁虎機器人姿態(tài)調控仿真
5.6.2 空間仿壁虎機器人姿態(tài)調控樣機
5.6.3 空間仿壁虎機器人轉動慣量估算
5.6.4 空間仿壁虎機器人外界擾動量估算
5.7 空間仿壁虎機器人姿態(tài)調控策略
5.7.1 空間仿壁虎機器人姿態(tài)調整方法
5.7.2 空間仿壁虎機器人姿態(tài)調控算法
5.7.3 空間仿壁虎機器人姿態(tài)調控策略
5.7.4 空間仿壁虎機器人姿態(tài)調控實驗
5.8 本章小結
第6章空間仿壁虎機器人著陸碰撞研究
6.1 引言
6.2 小型三維力傳感器設計
6.2.1 傳感器結構設計及原理
6.2.2 彈性體應變計算
6.2.3 傳感器有限元分析結果
6.2.4 靜態(tài)標定與解耦分析
6.3 傳感器測量電路設計
6.3.1 放大器電路部分
6.3.2 電源部分
6.4 仿壁虎機器人單腿黏附力控制方法
6.4.1 生物壁虎垂直墻面的足端反力分析
6.4.2 仿壁虎機器人力控制策略
6.4.3 仿壁虎機器人單腿剛度控制
6.4.4 仿壁虎機器人單腿力跟蹤實驗
6.5 仿壁虎機器人碰撞黏附行為分析
6.5.1 壁虎在接觸面上的碰撞黏附行為分析
6.5.2 仿壁虎機器人在接觸面上的碰撞黏附運動分析
6.6 仿壁虎機器人腳掌與接觸面間的碰撞黏附測試
6.6.1 實驗平臺設計與搭建
6.6.2 仿壁虎機器人單腳掌碰撞黏附性能測試實驗
6.7 仿壁虎機器人負表面原地碰撞測試
6.8 機器人碰撞動力學分析
6.9 仿壁虎機器人碰撞實驗
6.10 本章小結
第7章仿壁虎機器人爬壁運動仿真分析
7.1 仿壁虎機器人黏附力控制的半實物仿真
7.1.1 Simulink及SimMechanics概述
7.1.2 機器人動力學模型的建立
7.