现代仿生机器人设计

符号和缩略词说明

第1章 绪论

1.1 机器人及其相关技术的发展

1.2 仿生机器人的概念、原理及研究热点

1.3 仿生多足机器人研究现状与发展趋势

1.4 仿生六足机器人研发流程与关键技术

本章参考文献

第2章　机器人学与仿生学

2.1 机器人学的基础理论

2.1.1　机器人的基本定义

2.1.2　机器人的有关概念

2.2　仿生学概述

2.2.1　仿生学的主要研究方法

2.2.2　仿生学的主要研究内容

2.2.3　机器人仿生学

2.3 典型的六足纲昆虫结构特点与机能特性

2.3.1　昆虫与昆虫纲

2.3.2　昆虫的结构特点

2.3.3　昆虫的一般习性

2.3.4　常见昆虫简介

2.3.5　昆虫与仿生学

本章参考文献

第3章　仿生机器人模拟对象观测实验

3.1 蚂蚁步态特性和运动机理的实验研究

3.1.1　实验对象的选择

3.1.2　实验平台的搭建

3.1.3　实验方案的实施

3.2　弓背蚁体态结构观测实验研究

3.3　弓背蚁运动特性观测实验研究

本章参考文献

第4章　仿生六足机器人结构设计技术

4.1　仿生六足机器人机构建模

4.2　仿生六足机器人本体设计

4.3　仿生六足机器人腿部设计

4.3.1　腿部参数确定原则

4.3.2　腿部驱动系统设计

4.4 仿生六足机器人结构优化

4.4.1　机构参数对机器人工作空间的影响

4.4.2　机构参数对机器人灵活度的影响

4.4.3　机构参数对机器人轻动性的影响

本章参考文献

第5章　仿生六足机器人运动学分析

5.1 仿生六足机器人位置分析

5.1.1　摆动相各腿位置分析

5.1.2　支撑相各腿位置分析

5.2 仿生六足机器人运动分析

5.2.1　摆动相各腿速度分析

5.2.2　支撑相各腿速度分析

5.2.3　摆动相各腿加速度分析

5.3 仿生六足机器人能耗分析

5.3.1　能耗指标

5.3.2　机构参数对能耗的影响

5.3.3　运动参数对能耗的影响

本章参考文献

第6章　仿生六足机器人动力学分析

6.1　机器人动力学简述

6.2　仿生六足机器人抬起腿动力学分析

6.3　仿生六足机器人支撑腿动力学分析

6.4　仿生六足机器人足端摩擦力分析

6.4.1　足端摩擦的约束情况分析

6.4.2　足端摩擦的线性规划方法

6.5　仿生六足机器人非线性系统摩擦分析

6.5.1 机器人关节驱动电机轴系力矩平衡方程

6.5.2　机器人关节驱动电机轴系摩擦力矩分析

6.6　仿生六足机器人系统低速爬行现象分析

6.6.1　低速爬行现象的理论基础

6.6.2　低速爬行现象的改进措施

本章参考文献

第7章　仿生六足机器人轨迹规划技术

7.1　仿生六足机器人单足轨迹规划

7.1.1　机器人足端点轨迹规划的基本概念

7.1.2　机器人足端点轨迹规划的基本方法

7.1.3　摆动相的足端轨迹规划

7.1.4　支撑相的足端轨迹规划

……

第8章　仿生六足机器人运动控制技术

第9章　仿生六足机器人运动控制技术

第10章　仿生六足机器人传感探测技术

第11章　仿生六足机器人能源管理技术

第12章　仿生六足机器人视觉系统技术

第13章　总结与展望

完善的功能配备，独特的结构设计，合理的步态规划，高效的控制系统，新颖的感测系统，完备的能源管理，广阔的应用前景。本书是关于仿生多足机器人基础理论、关键技术、设计流程和工程应用等学术专题的专著，是作者在吸收和借鉴国内外相关学术理念的基础上、结合作者多年的研究经验及工作成果编著而成，主要介绍了仿生六足机器人设计的新理念、探索的新思路、研发的新技术、实验的新方法和工作的新成果。本书以“功能需求→方案设计→效能评估→信息反馈”为主线，共分为13章。主要内容包括：绪论、机器人学与仿生学、仿生机器人模拟对象观测实验、仿生六足机器人结构设计技术、仿生六足机器人运动学分析、仿生六足机器人动力学分析、仿生六足机器人轨迹规划技术、仿生六足机器人虚拟样机技术、仿生六足机器人运动控制技术、仿生六足机器人传感探测技术、仿生六足机器人能源管理技术、仿生六足机器人视觉系统技术以及总结与展望等，使读者通过阅读此书对仿生机器人的基础理论、关键技术、设计流程和实际应用能有系统的认识和全面的了解，为提高我国仿生机器人的研发水平奠定基础。本书不仅在仿生机器人相关理论的讲述与介绍方面做到了“高屋建瓴、统揽全局、体裁新颖、风格自然、深入浅出、条分缕析、层层递进、系统有序”，而且在仿生机器人关键技术的讲述与介绍方面做到了“主线突出、内容连贯、文字精练、语言流畅、方法可靠、资料翔实、图表精美、案例生动”，适于用做普通高等院校相关专业的研究生、本科生以及专科生进行机器人课程学习的教材，也适于用做广大从事机器人技术研究的科技工作者和高等院校教师了解仿生机器人基本知识和关键技术的参考资料和辅助读物。