一、基于模块化设计的相扑机器人研究（论文文献综述）
余艺歆[1]（2021）在《基于垂直面移动机器人的模块化设计应用研究》文中指出随着城镇化建设快速推进,越来越多的城市高层建筑采用玻璃幕墙来作为装饰,但玻璃幕墙后期的清洁检测维护却是一大难题。目前市场上,仍旧是采用传统人工方式,危险系数大,且清洗设备成本高昂。如果没有专业、便捷的检测设备,将大大制约玻璃幕墙的实用化进程。基于对解决社会问题和产生具有社会价值产品的思考,探索并建立了“D+X”模块化设计方法。致力探讨技术与创新的关系,将模块化的理论探讨引入产业实践,通过数字化平台工具产出新型应用推动创新。本论文依照“D+X”模块化设计的思想理念,设计了一款可搭载不同智能模块,来解决高空工作作业问题的垂直面移动产品。独创无人机平台和智能吊索双动力设计,协同机器人视觉识别解决机器人在建筑外立面移动时的垂直升降、横向纠偏和避障越障等功能。现已搭载幕墙清洁、检测作业模块,实现了安全、便捷、准确的清洗检测效果以及模块化设计应用。同时为外立面移动机器人功能模块化、延长设备生命周期、降低产品成本方面等设计方法体系提供了有力的参考依据。它还被认为是可以作用于其他各种作业模块,例如除锈、喷涂、反恐等,具有较大的市场前景。
张庆超[2]（2021）在《基于串联弹性驱动器的下肢外骨骼机器人研制》文中研究指明下肢外骨骼机器人在增强人体机能、康复训练、助老助残等方面具有广阔的应用前景,成为世界各国研究的热点。我国各研究机构虽然已经研制出了多款下肢外骨骼机器人,但是具有柔性关节的下肢外骨骼机器人的研究成果相对较少。串联弹性驱动器具有被动柔性、低阻抗、可力控等优点,已经广泛应用于机器人关节设计。本文设计了一款装备有串联弹性驱动器的下肢助力外骨骼机器人,完成了样机研制和测试。为了实现外骨骼机器人适应人体结构和运动特点,分析了人体下肢自由度及其运动范围,人体下肢各部分的尺寸所占身高的比例。对外骨骼机器人进行了动力学分析以确定机器人关节的速度和力矩,为机器人零部件选型提供理论依据。作为可穿戴设备,紧凑扁平的机器人关节与人体更协调。设计的分体式串联弹性驱动器分为电机模块和减速器模块两部分,两模块平行布置,通过同步带传动,其扁平的结构使串联弹性驱动器与人体更加协调。弹性元件是串联弹性驱动器的核心部件,为了得到结构紧凑、承载能力高的弹性元件,提出了一种多分支平面涡卷扭簧。该扭簧刚度具有分段非线性特点（具有线性刚度区间和非线性刚度区间）,对扭簧的受力特点、变形特点、刚度曲线、承载能力进行了分析和测试。基于上述串联弹性驱动器研制了一套助力型下肢外骨骼机器人。基于仿生分析对外骨骼机器人主被动自由度进行配置、设计连杆调节方式及调节范围。介绍了外骨骼机器人关键零部件选型。为了实现轻量化设计,分别从有限元分析和材料减重方面进行了减重设计。经过实验测试,外骨骼具备负重30kg,步行速度4.5km/h的性能,整机重量25kg。
梁云雷[3]（2021）在《腔镜微创手术机器人力反馈主操作手设计与主从控制研究》文中进行了进一步梳理机器人辅助腔镜微创外科手术由于创伤小、感染率低和术后恢复快等特点已引起广泛关注,其相关技术正逐渐成为机器人领域的研究热点。为此,本文针对腔镜手术机器人部分关键技术展开研究,主要涉及力反馈主操作手机构设计及优化、腔镜微创手术机器人主从运动控制、腔镜微创手术机器人交互作用力检测模型、主操作手人机交互及主从力反馈控制等几个方面。针对腔镜微创手术机器人系统,设计了一款全主动型串联主操作手。采用平行四边形机构和位置补偿机构,实现了主操作手位置和姿态的独立调整,增强了医生操作的舒适性与直观性,降低了运动学分析和计算的复杂性。针对微创手术特殊的应用场景,提出了一个综合考虑机器人运动灵巧度、定位精度和杆件长度利用率的评价指标,用来对主操作手杆件长度进行机构优化,提升主操作手的综合性能。为得到优化指标的最优解,提出了带惩罚项的改进粒子群优化算法,提升了优化算法的全局搜索能力,避免了早熟收敛。根据微创手术的功能需求制定了合理的主从控制策略,并建立了腔镜微创手术机器人系统主从直观运动映射模型。针对微创手术器械丝传动机构非线性带来的运动误差,对主从运动控制策略进行了改进。基于支持向量机和前馈神经网络,利用手术器械驱动电机电流的时域和频域信息以及末端器械的运动信息在线实时识别末端执行器运动阶段。根据末端执行器运动阶段分析丝传动机构的迟滞回差和耦合运动带来的定位误差,并利用前馈补偿消除迟滞和耦合误差,提升主从控制精度。针对微创手术过程中器械和组织之间的接触力难以精确获得的问题,设计了一种基于六维力/力矩传感器的交互作用力检测系统。建立了基于虚拟轴的动力学模型来分析传感器测得的力信息与交互作用力以及器械运动产生的附加力之间的关系。为精确获得模型中的动力学参数,首先设计了基于高斯过程回归和零相位低通滤波的数据处理策略。然后建立了激励轨迹的模型,对轨迹参数进行了优化并利用最小二乘法辨识得到了手术器械的动力学参数。最后,提出了一种利用从端手术机械臂主动关节位置、速度以及测量到的六维力信息来实时获取手术器械与组织之间接触力的方案。针对主操作手的柔顺性对医生操作感受及反馈力感知的影响,提出了主操作手人机交互控制策略。建立了基于广义动量的关节力矩的观测器,并利用时延神经网络补偿观测器模型的计算误差,进一步提高了操作的柔顺性。实现了主操作手运动过程中关节处动力学附加力矩的主动补偿,并可以根据操作者的需求修改操作柔顺性程度。在主操作手人机交互控制策略的基础上,制定了主从力反馈控制策略。根据检测到的交互作用力,利用设计的全主动型主操作手来进行力反馈。保证了操作者在主端就可以感受到从端的交互作用力信息,并且感受到的反馈力方向符合交互作用力在三维视频影像中的方向。在上述研究的基础上,搭建了机器人辅助腔镜微创外科手术实验平台,开展了腔镜微创手术机器人主从直观操作验证实验,手术器械丝传动非线性补偿实验、器械-组织交互作用力检测实验、主操作手人机交互实验以及主从模式下的力反馈实验。实验结果表明,本文的研究可以保证主从操作的直观性、减小丝传动机构的非线性误差,提高主从控制精度;能够提高主操作手人机交互性能;能够实现器械-组织交互作用力检测,并将检测到的力通过主操作手反馈给操作者感知。
张聪[4]（2020）在《输电铁塔攀爬机器人的设计与分析》文中研究指明输电铁塔首登人员肩负着安装安全绳的任务,在没有安全绳保护下登塔存在极大的高空坠落风险。为了解决输电铁塔首登人员的安全问题,为机器人替代人工登塔提供理论依据,研究输电铁塔攀爬机器人就显得尤为重要。本文在归纳与分析不同种类攀爬机器人特点的基础上,提出了一种适合攀爬输电铁塔的机器人模型。基于仿生学理论方法,对输电铁塔攀爬环境进行了环境相似性分析,结合蚕的攀爬结构得出了适用于攀爬输电铁塔环境的机器人仿生结构,并对其运动过程进行了分析,验证了机器人运动的合理性。本文采用D-H法建立了机器人的运动学模型,并运用MATLAB对其工作空间进行了验证,得出了最优连杆参数。对攀爬状态下的机器人进行了静力学分析,确定了保持稳定的最小磁吸附力与排布方式。对机器人进行了详细的结构设计,并运用有限元对其关键零部件进行了强度校核,验证了机器人结构的合理性。基于蚕的攀爬步态,提出了机器人不同环境下的步态规划,并建立了对应步态下的雅可比矩阵与动力学模型。进行仿真分析求解出各关节最小需求速度与力矩,为各关节电机选型提供了理论依据。本文对输电铁塔攀爬机器人进行了实验验证,实验结果表明,该机器人可在负载10 kg的情况下耗时70分钟攀爬至50 m高的输电铁塔顶部。该实验验证了输电铁塔攀爬机器人结构合理,攀爬步态可靠,能够顺利完成攀爬任务。该研究表明输电铁塔机器人能够代替人工进行输电铁塔的攀爬作业,输电铁塔高空作业的机械化、智能化具有很高的可行性。
朱娜娜[5]（2020）在《仿生双杆攀爬软体机器人的设计》文中研究指明软体执行器和软体机器人由于具有类似生物的柔顺性、连续的变形能力和良好的人机交互性,成为了当前学术领域研究的热点。而这些比刚性机器人更良好的特性很大程度上取决于所设计的材料、驱动方式和软体执行器的结构。对于软体机器人的设计制造,仿生学在这个过程中扮演了举足轻重的作用。此外,关键设计要素还包括:仿生理念、软体材料设计、驱动形式设计和仿生结构设计。本文所研究的仿生双杆攀爬软体机器人的设计灵感便是来源于自然界中的生物行为—“尺蠖”三步走的运动形式。通过结合聚丙烯、橡胶和乙烯醋酸聚合物（热熔胶）等软体材料、充气式的驱动形式以及折叠式的波纹管结构进行了软体机器人的设计、研发与测试。同时,基于模块化设计思想,该软体机器人由4个相同的弯曲软体执行器和1个伸缩软体执行器组成,能够在两根平行杆上进行垂直或水平攀爬。通过分析弯曲软体执行器和伸缩软体执行器的变形理论,设计了软体机器人类似“尺蠖”的三步走攀爬步态与控制策略。对此,本文着重研究了结构设计参数和外界环境因素对机器人性能的影响,主要贡献如下:（1）创新提出了一种双杆攀爬软体机器人,选择了一种性价比较高的聚丙烯材料制作出了弯曲软体执行器和伸缩软体执行器作为执行部件。（2）设计了不同结构的伸缩软体执行器,有全裹式和环形分布式两种,全裹式执行器比环形分布式具备更强的伸缩效果,可提高机器人攀爬效率近2倍。（3）测试出控制器驱动频率和攀爬杆件的直径同样会影响机器人的攀爬性能。机器人能达到最高的驱动频率为0.83Hz,横向攀爬速度约为18mm/s,同时具备攀爬杆件直径在10mm-35mm的范围,以当前尺寸攀爬直径25mm时,效率最高。该软体机器人不仅结构简单,而且研发成本较低,具备一定实际应用意义。仿生双杆攀爬机器人由于具有刚性机器人无法比拟的防水性、绝缘性和抗辐射性,可应用于深水,核电站和高压线缆等场景中。并且软体机器人的执行部件因其良好的自适应性可作为软体夹具应用于制造业中,从而在不需要任何力传感器等复杂控制的基础上对物体进行安全的分拣。此外,双杆攀爬软体机器人的设计与仿生设计理念深度融合,有望为仿生软体机器人的预研产品带来更多的设计灵感和启发。
陈翔[6]（2019）在《小型模块化机器人仿生运动分析与系统实现》文中认为自第一次工业革命以来,机器代替人工劳动以有上百年历史。机器人相比于人类劳作的诸多优势使得人类社会自动化进程发展十分迅速。可重构模块化机器人是机器人的一个新的发展方向。模块机器人是由一组具有相同接口组成的模块构成,可根据不同的任务组装成不同的机器人构型。传统机器人一般用于某种特定任务,比如:焊接或者搬运。对于传统机器人而言主要存在如下缺陷:工作任务单一、制作成本高、机器人构型固定、自由度固定与容错率较低。而可重构的模块化机器人是一种新型的机器人。与传统的机器人相比,可重构模块机器人对任务和环境的适应能力更强。模块化机器人具有设计简单、研发周期短、制造维护成本低等优点,目前已经成为了机器人领域研究的热点。模块机器人的本体研究与仿生模块机器人已经成为了机器人发展的一种趋势。本文实现了一个轻量级、小型化的模块化机器人系统UnitBot。它区别于大型的模块化机器人,小型模块化机器人并不应用于重负载场合。UnitBot是一款个人机器人（Personal robot）,或者是消费级领域机器人。本文从模块化机器人方法论、模块机器人系统、模块化机器人构型、机器人控制软件、仿生机器人运动分析五个方面展开研究。本文的研究内容具有一定的理论和应用价值,主要研究内容如下:（1）通过模块化方法论与小型模块机器人的功能要求,提出了小型模块机器人基础模块的设计方法。完成UnitBot模块机器人的系统设计。通过基础模块搭建了4种类型20余种模块机器人。（2）通过采用分布式控制方法,结合模块机器人系统的特点设计了相应的控制框架（软件和硬件）。采用ROS（Robot Operating System）软件框架设计了模块机器人的软件框架。通过URDF/Xacro文件描述方法对机器人进行参数化表达,在ROS下搭建模块机器人运动链。（3）分析两种常见的仿生机器人:蛇形机器人和轮足机器人。对这蛇形机器人在不同的平面内进行受力分析与Serpenoid曲线运动建模。对轮足机器人建立运动学模型,进行稳定性判据分析,进而进行步态规划。
边靖伟[7]（2019）在《四旋翼式水下航行器设计与关键技术研究》文中指出海洋是人类尚未充分探索和开发的宝库,也是保障我国可持续发展的重要战略目标。由于受人类身体所限,发展以无人水下航行器为代表的海洋工程设备已成为探索、开发和利用海洋的重要途径。随着建设和发展海洋的需求不断增加,海洋各种作业任务变得更加复杂多样,对无人水下航行器的要求日益提升。本文在分析现有无人水下航行器基础上,提出和设计了推进器呈X型布置的新型四旋翼式水下航行器,并以系统设计、数学建模、运动控制和编队控制为内容对该航行器的若干关键技术进行了较为系统性的分析和研究。相关理论成果通过仿真和水池实验加以验证。论文的主要研究内容如下:1)提出了四旋翼式水下航行器4个推进器呈X型的布置方式,并分析了在此布置下四旋翼式水下航行器的运动机理。四旋翼式水下航行器因推进器的X型的布置使其运动具有了前进、垂直、横滚和纵倾偏航4种独立的基本运动,从而使航行器具有较好的运动性能。2)针对四旋翼式水下航行器,根据模块化原则,分别对航行器的机械系统、中央控制系统、通讯系统和动力系统进行了分析和设计。对于机械系统,在不考虑推进器情况下,航行器整体外形基本采用流线型,且分为5个舱段;对于中央控制系统,选用数字信号处理器（DSP）、高级精简指令集处理器（ARM）和航姿参考系统（AHRS）共同协作保证航行器自主控制;对于通讯系统,分情况选用电磁波或声波无线通讯,并设计了以帧为单位的数据传输协议,较好保证了数据传输的准确性;对于动力系统,依据前进和垂直运动阻力预估结果对推进器和电池完成了相关选型。3)针对四旋翼式水下航行器,提出了应用粒子群参数寻优和支持向量机的黑箱建模方法。首先根据水下航行器模型通用形式,通过离散化处理得到黑箱模型的输入和输出,然后应用支持向量机构造出输入和输出之间的非线性映射关系,接着利用粒子群算法优化得到支持向量机的最佳参数组合,进而最终获得四旋翼式水下航行器黑箱模型。空间运动实验结果证明了该方法能有效预测水下航行器运动状态,所建模型与实际模型基本吻合,有助于航行器初设分析和设计。4)针对四旋翼式水下航行器,分析和建立了具有自身特征的数学模型具体形式。本文基于水下航行器模型通用形式,从四旋翼式水下航行器样机本体出发,分析航行器所受水动力和控制力,给出相应具体形式,从而建立了具有自身特征的航行器数学模型。根据水动力分析,四旋翼式水下航行器可近似分为（u,q,r）和（u,w,p）两个轻耦合子系统,这与航行器可独立实现前进和垂直（升潜）运动的性质相一致。5)针对四旋翼式水下航行器,提出了具有较强鲁棒性的滑模运动控制器。四旋翼式水下航行器是典型的耦合非线性系统,且具有模型和外部干扰的不确定性。为此,本文采用基于趋近律的滑模控制方法分别对航行器前进运动、垂直运动和空间运动设计了具有一定鲁棒性的控制器。在空间运动控制器设计中,以推进器产生的横滚和纵倾力矩最小为目标函数,利用拉格朗日优化法得到推进器推力的优化解。前进运动和垂直运动的仿真实验证明了航行器X型推进器布置方式的可行性。空间运动的仿真和水池实验表明本文所提出的滑模控制器有效应对了航行器的不确定性,能充分保证四旋翼式水下航行器的自主运动。6)针对四旋翼式水下航行器,结合领航者-跟随者策略、反步法和滑模控制,提出了在三维空间内具有较强鲁棒性且仅需传递位置信息的编队控制方法。水下声通讯速度较慢,因此在设计编队控制时,尽可能减少航行器之间的信息传输量是有所必要的。本文所提出的编队控制由全局领航者控制器和跟随者控制器组成。对于全局领航者控制器,基于反步和滑模方法设计了三维空间内具有一定鲁棒性的轨迹跟踪控制律。对于跟随者控制器,引入一条只与领航者实际位置和跟随者期望相对位置有关的虚拟轨迹,并令该虚拟轨迹收敛于跟随者的期望轨迹,然后为跟随者设计控制律使其收敛于虚拟轨迹,从而最终使跟随者航行器抵达期望相对位置。在全局领航者控制器和跟随者控制器共同作用下,所有航行器沿期望编队形态运动。由6个四旋翼式水下航行器组成的三棱柱编队仿真实验证明了该方法的正确性和有效性。
武建昫[8]（2019）在《连杆式整体闭链多足载运平台的设计与应用研究》文中研究指明随着移动机器人技术的飞速发展,地面无人移动平台的重要性与日俱增,被广泛地应用于物流运输、危险清除、巡逻监视等任务领域。任务环境中多样的非结构化地形对腿式移动平台的通过性、可靠性、承载性、续航性等提出了更高的要求。本文从机构学中闭链连杆机构的角度出发,以（6,7）型闭式运动链为单腿机构构型主线,发挥单自由度闭链机构的少驱动数量、高整体刚度和高旋转频率特性,采用分层阶梯式设计,首次系统地构建了标准化、通用化的整体闭链行走模块,对接功能需求集成多足载运平台,具备突出的行走稳定性、系统可靠性、任务载荷性和续航持续性。根据双四足与四四足行走系统的运动特性,开展理疗代步与山地载运应用研究。面对步态轨迹模式单一的问题,分别进行髋关节（连接元）与臀大肌（构件元）可重构变模式创新设计,实现传统闭链腿机构的适应性调节与大尺度障碍攀爬,突破多足稳定性与多腿通过性之间的壁垒。具体研究内容如下:（1）提出整体闭链多足行走系统的构造设计方法。总体架构采用分层阶梯式设计,系统性构造:闭链单腿机构,全闭链双腿单元,整体闭链行走模块与多足行走系统。进行（6,7）型,（8,10）型,（10,13）型闭链单腿机构的创造性设计,并得到（6,7）型闭链单腿机构设计图谱,作为后面章节的构型基础。分析未来无人地面移动平台发展趋势与需求,提出整体闭链行走模块的概念,并对本文中所集成的多足行走系统进行结构、特性、功能和剖面的描述。（2）进行全闭链双腿单元和整体闭链行走模块的构造和特性分析。基于矢量环路运动参量求解,对全闭链双腿单元生成的两种足端轨迹进行特征分析、轨迹比较与需求总结,采用二次规划法进行尺度综合并进行了仿真验证。进一步融合“非桥连杆”组成整体闭链行走模块,通过前后相位配置研究,实现运动序列、占空比和横滚、俯仰姿态的调节。从单元、模块应用角度,针对全闭链双腿单元构造了人机协同助力平台,用于伤员/物资转运;整体闭链行走模块借助可伸缩折叠翼或增设行走模块实现稳定自行,进行特性研究。（3）进行双四足行走系统与四四足行走系统的集成分析与创新应用研究。对两种行走系统进行运动特性分析与需求对接:基于双四足行走系统研制“焕马”多足康复理疗平台,兼具康复理疗与健身代步的功能;采用形位反转法进行相位参数配置,产生机体仿生波动曲线;通过杆长参数调节实现不同的被动运动强度体验。基于四四足行走系统研制“铁马”多足山地载运平台,发挥少驱动多足支撑牵引优势,进行山地物资运载保障。结合行走系统集成方式进行运动步态分析与机动性比较分析。搭建“焕马”“铁马”平台实验样机,并分别进行行走分系统、控制分系统、动力分系统与搭载分系统总成。（4）提出一种髋关节可重构闭链腿机构,通过腿机构的拓扑重构,实现两种行走模式切换（转动模式与滑动模式）,以兼顾平台快速性、平顺性与机动性。基于双模式运动学分析,对具体化设计生成的运动链进行尺寸优化设计。采用结构功能一体化的盒式机架设计,通过物理限位的方式实现机构模式转换,同时建立关节代码和关节序列对变拓扑过程进行图示和矩阵表达。建立越障概率模型进行转动模式下越障能力量化评估;搭建双四足行走系统,结合动力学仿真对两种模式运动特性比较,并通过研制样机与样件实验验证。（5）提出一种臀大肌可重构闭链腿机构,通过腿机构的轨迹重构,实现步态轨迹高效、连续以及大幅度调节。采用灵敏度分析与行走轨迹比较分析确定重构参数,针对垂直障碍与纵坡地形的攀爬问题与需求,进行重构腿机构的整机布局与越障策略分析。在己搭建的“铁马”平台中进行行走、转向、运载实验以验证基本性能;开展复杂地形行走实验与障碍路面通过性实验验证十六足平台的地形适应能力。
李力[9]（2019）在《具有强越障能力的六足轮腿式爬行机器人》文中研究说明传统的移动机器人大多采用单一轮式或者腿式结构,轮式机器人移动速度快,速度稳定可调,但是地形适应性差,越障能力弱,而腿式机器人凭借可控的多自由度拥有很好的越障能力,但是控制复杂,移动速度缓慢。结合两者优点,本文设计了一种新型的具有强越障能力的多功能六足轮腿式爬行机器人。论文首先建立了轮腿模型,并通过ANSYS分析了影响轮腿性能的因素,并建立轮腿越障模型,通过计算得到越障能力与单轮轴上轮辐数目的关系,最终确定以增材制造技术制备单轮辐式轮腿机构。基于轮腿的越障方式,并结合昆虫在自然界中稳定爬行的特点,设计了中间宽两头窄的机身结构,并为其规划了周期性对角爬行步态,以ADAMS仿真的形式验证了机身结构设计的合理性以及步态功能的可行性。以安全、高效与简便为原则开发了机器人控制系统,通过控制系统的上位机与机器人交互通讯对机器人运行状态进行监控,并以反馈控制的方式提高了机器人的控制精度。最后实验验证了本文所设计的六足轮腿式爬行机器人可以在不同地表环境下实现直行、转弯等基本功能,通过自制的楼梯等障碍物测试了机器人的极限越障能力、跳跃能力以及连续越障能力,并测试了机器人的极限负载。
张彦俊[10]（2018）在《机器人模块化体系与关键技术研究》文中研究说明本文提出了一种新型模块化机器人架构的设计方法,该架构以通用性、开放性和标准化为基础,设计了各子系统需要考虑的设计原则,如结构分离、功能分离、复用分离、开放和可扩展性原则等。同时,本文还设计了模块化功能封装的相关技术,并定义了子组件的实现方式。针对软件系统,提出了基于ROS的机器人模块化控制软件设计方法,对系统架构和底层组件从定义、分类以及通信等各方面均作了详细的阐述。对于在设计过程中各软件模块架构和模型进行了说明。针对机器人控制某些组件的实时性问题,也提出了对应的解决办法。以模块化机器人设计系统规范为指引,在不同平台对本文提出的控制系统进行实践和验证:1)模块化即插即用机械臂系统:介绍了机械臂Rinar的硬件和软件系统,突出了模块化系统中即插即用的特点,同时体现了模块化系统的标准化、开放、可扩展的特点。2)模块化移动机器人系统:描述了模块化过程中硬件划分和软件分层结构的构成,以及以PC为架构的硬件系统功能区分和分层后各层次实现的功能。3)多机器人编队系统:通过模块化设计思路,将单个机器人作为独立的模块化节点,在控制中采用分层控制方法,提高控制的有效性和灵活性。同时,针对运动轨迹任务,将模块化机器人系统映射到表征空间进行分析,解决在表征空间中如何将不可行任务,转换为可行任务的问题,并通过实验证明了该方法的可行性。4)无人机系统:为体现模块化系统的通用性,设计了开放的无人机控制系统,并针对典型的抗干扰问题,提出了新的控制方法。通过将本文提出的模块化系统设计应用于不同类型机器人平台上,评估了该系统的整体性能,证明了本文提出的模块化系统具有非常高的适用性和先进性。该系统不仅可应用于功能单一的机械臂系统、移动机器人,也可以在机器人编组系统中协助机器人整体完成复杂任务。同时,对复杂程度更高的无人机系统,该系统也可充分满足其对实时性和稳定性的要求。通过以上基于模块化智能体结构的机器人设计和控制,把单机器人面向任务的结构设计和重构与多机器人协调系统的自组织及相应控制问题统一起来。该系统结构可为未来机器人或多机器人系统实现复杂任务提供有效指导和参考。
二、基于模块化设计的相扑机器人研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于模块化设计的相扑机器人研究（论文提纲范文）
（1）基于垂直面移动机器人的模块化设计应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 产品介绍 |
| 1.3 目前存在的问题及解决措施 |
| 1.3.1 技术问题成本高 |
| 1.3.2 模块化多功能化 |
| 1.4 主要内容与论文框架 |
| 第2章 “D+X”模块化设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 三个维度 |
| 2.3 工业设计与制造 |
| 2.4 数字化平台工具包 |
| 2.4.1 功能模块 |
| 第3章 垂直面移动机器人平台 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 移动机器人平台的功能需求与设计要求 |
| 3.3 移动机器人平台的总体方案设计 |
| 3.3.1 外观设计 |
| 3.3.2 功能介绍 |
| 3.4 核心技术 |
| 3.4.1 无人机技术平台 |
| 3.4.2 机器视觉系统 |
| 3.4.3 一种矢量增强反作用力的姿态调整系统 |
| 3.4.4 专利 |
| 3.5 效果图展示 |
| 3.5.1 三视图 |
| 3.5.2 细节图 |
| 3.5.3 效果图 |
| 第4章 智能清洗模块 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 清洗模块设计方案 |
| 4.2.1 无水清洁技术 |
| 4.2.2 专利 |
| 4.2.3 搭载移动平台效果图 |
| 4.2.4 使用图 |
| 第5章 检测模块设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光弹扫描法 |
| 5.3 反射式检测设备 |
| 5.3.1 效果图 |
| 5.3.2 搭载移动平台效果图 |
| 第6章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（2）基于串联弹性驱动器的下肢外骨骼机器人研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 下肢外骨骼机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 串联弹性驱动器研究现状 |
| 1.3.1 串联弹性驱动器国外研究现状 |
| 1.3.2 串联弹性驱动器国内研究现状 |
| 1.3.3 串联弹性驱动器的弹性元件 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 下肢外骨骼机器人动力学分析与仿真 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 人体下肢生理结构特点分析 |
| 2.2.1 人体下肢坐标系 |
| 2.2.2 人体下肢关节自由度 |
| 2.2.3 人体下肢尺寸分析 |
| 2.2.4 人体步态分析 |
| 2.3 下肢外骨骼机器人动力学分析 |
| 2.3.1 单脚脚底支撑动力学建模 |
| 2.3.2 单脚脚尖支撑动力学建模 |
| 2.3.3 双脚支撑动力学建模 |
| 2.4 人机耦合动力学仿真 |
| 2.4.1 基于Opensim的人体与外骨骼耦合动力学仿真 |
| 2.4.2 人机惯量耦合 |
| 2.4.3 脚底压力修正 |
| 2.4.4 人机耦合动力学仿真结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 分体式串联弹性驱动器研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 分体式SEA设计 |
| 3.2.1 SEA机械设计 |
| 3.2.2 SEA传动设计 |
| 3.3 多分支平面涡卷扭簧设计 |
| 3.3.1 扭簧机械设计 |
| 3.3.2 扭簧受力分析 |
| 3.3.3 扭簧刚度计算 |
| 3.3.4 扭簧承载能力计算 |
| 3.3.5 扭簧刚度仿真 |
| 3.4 多分支平面涡卷扭簧测试 |
| 3.4.1 扭簧的加工与试验台设计 |
| 3.4.2 扭簧刚度测试及建模 |
| 3.4.3 扭簧承载能力测试 |
| 3.5 分体式 SEA 动力学建模 |
| 3.5.1 SEA动力学建模的条件 |
| 3.5.2 SEA动力学建模 |
| 3.6 SEA控制特性分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 下肢外骨骼机器人研制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 下肢外骨骼机器人的性能指标 |
| 4.2.1 外骨骼整机性能要求 |
| 4.2.2 外骨骼驱动关节性能要求 |
| 4.3 关键零部件选型 |
| 4.3.1 驱动电机选型 |
| 4.3.2 谐波减速器选型 |
| 4.3.3 绝对值编码器选型 |
| 4.4 下肢外骨骼机器人机械设计 |
| 4.4.1 外骨骼自由度配置 |
| 4.4.2 外骨骼主动关节设计 |
| 4.4.3 外骨骼被动关节设计 |
| 4.4.4 外骨骼调节机构设计 |
| 4.5 下肢外骨骼机器人的轻量化 |
| 4.6 关节模块的精度设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 下肢外骨骼机器人性能测试 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验装置设计 |
| 5.3 步行测试 |
| 5.4 蹲起测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（3）腔镜微创手术机器人力反馈主操作手设计与主从控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 腔镜微创手术机器人国内外研究现状 |
| 1.2.1 腔镜微创手术机器人国外研究现状 |
| 1.2.2 腔镜微创手术机器人国内研究现状 |
| 1.3 力反馈主操作手设计与主从控制关键技术研究现状 |
| 1.3.1 主操作手机构设计及优化 |
| 1.3.2 基于丝传动非线性补偿的主从运动控制 |
| 1.3.3 器械-组织交互作用力检测技术 |
| 1.3.4 主操作手人机交互及主从力反馈控制 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 力反馈主操作手机构设计及优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主操作手机构设计 |
| 2.2.1 机构设计要求 |
| 2.2.2 总体设计方案 |
| 2.2.3 构型设计 |
| 2.2.4 关节传动和传感形式 |
| 2.3 主操作手机构性能评价方法及优化指标 |
| 2.3.1 机构综合性能评价方法 |
| 2.3.2 机构综合性能优化指标 |
| 2.4 基于PTPSO的机构参数优化算法 |
| 2.4.1 PTPSO算法原理 |
| 2.4.2 PTPSO算法优化搜索性能分析 |
| 2.5 主操作手机构参数优化 |
| 2.5.1 适应值函数求解分析 |
| 2.5.2 优化结果分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 腔镜微创手术机器人主从运动控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 主从直观操作运动控制研究 |
| 3.2.1 主从运动控制策略 |
| 3.2.2 主从运动映射模型 |
| 3.3 微创手术器械丝传动机构传输特性分析 |
| 3.3.1 迟滞回差现象分析 |
| 3.3.2 耦合运动现象分析 |
| 3.3.3 丝传动非线性对主从控制精度的影响 |
| 3.4 基于丝传动非线性补偿的主从运动控制研究 |
| 3.4.1 手术器械末端执行器运动状态识别 |
| 3.4.2 丝传动非线性前馈补偿控制策略研究 |
| 3.4.3 基于丝传动非线性补偿的主从运动映射模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 腔镜微创手术机器人交互作用力检测模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 交互作用力检测系统 |
| 4.3 交互作用力检测动力学模型 |
| 4.3.1 交互作用力映射模型 |
| 4.3.2 基于虚拟轴的动力学模型 |
| 4.3.3 动力学模型的离散化 |
| 4.4 微创手术器械动力学参数辨识 |
| 4.4.1 基于GPR-ZPLF的离线数据处理策略 |
| 4.4.2 GPR-ZPLF算法的有效性仿真分析 |
| 4.4.3 激励轨迹的设计 |
| 4.4.4 参数辨识结果 |
| 4.5 器械-组织接触力检测模型 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 主操作手人机交互及主从力反馈控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 主操作手建模分析 |
| 5.2.1 主操作手刚体动力学建模 |
| 5.2.2 主操作手关节摩擦建模 |
| 5.3 基于广义动量的力矩观测器 |
| 5.3.1 基于广义动量的关节力矩分析方法 |
| 5.3.2 力矩观测器的构造 |
| 5.4 基于时延神经网络的补偿器 |
| 5.4.1 TDNN构造 |
| 5.4.2 基于TDNN补偿器的有效性仿真分析 |
| 5.5 主操作手人机交互控制策略 |
| 5.6 主操作手力反馈控制策略 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 主从运动及力反馈控制实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 主从运动控制实验 |
| 6.2.1 主操作手位置精度检测实验 |
| 6.2.2 主从直观操作实验 |
| 6.2.3 微创手术器械丝传动非线性补偿实验 |
| 6.3 器械-组织交互作用力检测实验 |
| 6.3.1 无接触状态力检测实验 |
| 6.3.2 接触状态力检测实验 |
| 6.4 主操作手人机交互性能验证实验 |
| 6.4.1 主动运动状态附加力补偿实验 |
| 6.4.2 柔顺操作实验 |
| 6.4.3 力反馈性能验证实验 |
| 6.5 主从模式下的力反馈实验 |
| 6.5.1 模拟肿瘤触诊实验 |
| 6.5.2 小球硬度识别实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（4）输电铁塔攀爬机器人的设计与分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 2 基于仿生理论的攀爬机器人机构设计与分析 |
| 2.1 目的及工作环境分析 |
| 2.2 仿生设计方法及理论研究 |
| 2.3 仿蚕机构模型的建立 |
| 2.4 运动过程分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 攀爬机器人整体结构的建模与分析 |
| 3.1 基本设计参数分析 |
| 3.2 磁吸附力的分析与实验 |
| 3.3 机器人整体结构建模 |
| 3.4 吸附足及胸部、尾部、旋转机构有限元分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 攀爬机器人的速度与动力仿真分析 |
| 4.1 攀爬机器人步态规划 |
| 4.2 攀爬机器人需求速度分析 |
| 4.3 攀爬机器人动力学分析 |
| 4.4 电机选型设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 攀爬输电铁塔实验分析 |
| 5.1 模拟攀爬实验 |
| 5.2 高压输电铁塔攀爬实验 |
| 5.3 实验结论与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 |
| 作者简历 |
| 致谢 |
| 学位论文数据集 |
（5）仿生双杆攀爬软体机器人的设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究目的和意义 |
| 1.4 研究框架及主要内容 |
| 1.4.1 研究框架 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 软体机器人中的关键设计要素 |
| 2.1 仿生理念 |
| 2.1.1 材料仿生 |
| 2.1.2 结构仿生 |
| 2.1.3 形态仿生 |
| 2.1.4 功能仿生 |
| 2.1.5 运动仿生 |
| 2.2 软材料设计 |
| 2.3 驱动形式设计 |
| 2.4 结构设计 |
| 2.4.1 有应变限制层的设计 |
| 2.4.2 无应变限制层的设计 |
| 2.5 小结 |
| 3 仿生双杆攀爬软体机器人的设计分析 |
| 3.1 设计灵感来源 |
| 3.1.1 运动仿生 |
| 3.1.2 设计策略 |
| 3.1.3 设计原则 |
| 3.1.4 设计流程 |
| 3.1.5 色彩仿生 |
| 3.2 软体执行器的设计分析 |
| 3.2.1 弯曲软体执行器结构设计分析 |
| 3.2.2 伸缩软体执行器结构设计分析 |
| 3.2.3 材料分析 |
| 3.3 理论分析 |
| 3.4 机器人攀爬步态分析 |
| 3.5 控制系统设计分析 |
| 3.6 小结 |
| 4 仿生双杆攀爬软体机器人的实践 |
| 4.1 产品制作 |
| 4.2 运动功能验证 |
| 4.3 设计参数对机器人性能的影响 |
| 4.3.1 弯曲软体执行器中的连续可折叠单元数 |
| 4.3.2 伸长软体执行器中的连续可折叠单元数 |
| 4.3.3 伸缩软体执行器的两种形式 |
| 4.4 杆件直径对机器人性能的影响 |
| 4.5 频率对机器人性能的影响 |
| 4.6 小结 |
| 5 仿生双杆攀爬软体机器人的设计评价 |
| 5.1 机器人本体的应用 |
| 5.2 机器人部件的应用 |
| 5.2.1 弯曲软体执行器的应用 |
| 5.2.2 伸缩软体执行器的应用 |
| 5.3 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（6）小型模块化机器人仿生运动分析与系统实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容与结构 |
| 第二章 模块机器人系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基础模块分类与模块化设计方法 |
| 2.3 主机器人模块 |
| 2.3.1 Unit Bot I模块 |
| 2.3.2 Unit Bot T模块 |
| 2.3.3 Unit Bot G模块与接口 |
| 2.3.4 Unit Bot Base与控制系统 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 模块化机器人构型设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传统构型机器人 |
| 3.3 移动与移动操作机器人 |
| 3.4 仿生机器人 |
| 3.5 滚动与轮足机器人 |
| 3.6 本章小节 |
| 第四章 模块机器人控制系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于ROS的模块机器人软件框架 |
| 4.2.1 机器人模块在ROS下的描述 |
| 4.2.2 可重构模块化机器人运动链 |
| 4.3 本章小节 |
| 第五章 蛇形机器人运动建模与实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 蛇形机器人蜿蜒运动建模 |
| 5.2.1 蛇形模块机器人受力分析 |
| 5.2.2 蛇形模块化机器人正运动学分析 |
| 5.3 蛇形机器人运动实验 |
| 5.3.1 运动轨迹参数验证实验 |
| 5.3.2 蜿蜒运动轨迹控制实验 |
| 5.3.3 行波运动轨迹控制实验 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 轮足机器人运动建模与实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 轮足机器人构型 |
| 6.3 轮足机器人运动学 |
| 6.4 机器人支撑区域分析 |
| 6.5 机器人步态稳定性判据 |
| 6.6 轮足机器人混合步态实验 |
| 6.7 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）四旋翼式水下航行器设计与关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 无人水下航行器研究现状 |
| 1.2.1 国外无人水下航行器研究现状 |
| 1.2.2 我国无人水下航行器研究现状 |
| 1.2.3 小结 |
| 1.3 无人水下航行器关键技术研究概述 |
| 1.3.1 无人水下航行器模型研究 |
| 1.3.2 无人水下航行器运动控制研究 |
| 1.3.3 无人水下航行器编队控制研究 |
| 1.4 研究内容与创新点 |
| 1.5 本文章节结构 |
| 2 四旋翼式水下航行器系统设计方案研究 |
| 2.1 X型推进器布置 |
| 2.2 运动机理分析 |
| 2.2.1 前进运动 |
| 2.2.2 垂直运动 |
| 2.2.3 横滚运动 |
| 2.2.4 纵倾偏航运动 |
| 2.3 四旋翼式水下航行器系统设计 |
| 2.3.1 机械系统 |
| 2.3.2 中央控制系统 |
| 2.3.3 通讯系统 |
| 2.3.4 动力系统 |
| 2.3.5 小结 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 四旋翼式水下航行器黑箱建模研究 |
| 3.1 水下航行器通用模型 |
| 3.2 基于支持向量机和粒子群优化算法的黑箱建模方法 |
| 3.2.1 支持向量机 |
| 3.2.2 粒子群寻优 |
| 3.2.3 小结 |
| 3.3 实验结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 四旋翼式水下航行器机理建模研究 |
| 4.1 水动力分析 |
| 4.2 控制力分析 |
| 4.3 四旋翼式水下航行器的数学模型 |
| 4.4 模型性质 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 四旋翼式水下航行器运动控制研究 |
| 5.1 滑模控制原理 |
| 5.2 四旋翼式水下航行器运动控制器 |
| 5.2.1 控制器设计思路 |
| 5.2.2 前进运动控制器 |
| 5.2.3 垂直运动控制器 |
| 5.2.4 空间运动控制器 |
| 5.3 数值仿真结果及分析 |
| 5.3.1 前进运动 |
| 5.3.2 垂直运动 |
| 5.3.3 空间运动 |
| 5.4 水池实验结果及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 四旋翼式水下航行器编队控制研究 |
| 6.1 预备知识 |
| 6.1.1 领航者-跟随者策略 |
| 6.1.2 反步法 |
| 6.1.3 问题描述 |
| 6.2 全局领航者控制器设计 |
| 6.3 跟随者控制器设计 |
| 6.4 数值仿真及结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 问题及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间科研成果(含录用) |
| 攻读博士期间参与的重大科研项目 |
（8）连杆式整体闭链多足载运平台的设计与应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 腿式移动系统发展概述 |
| 1.3 模块化移动系统发展概述 |
| 1.4 课题来源与研究内容 |
| 2 整体闭链多足行走系统的设计方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 闭链单腿机构 |
| 2.3 整体闭链行走模块 |
| 2.4 整体闭链行走系统 |
| 2.5 设计评判指标 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 全闭链双腿单元与整体闭链行走模块的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 全闭链双腿单元的设计与分析 |
| 3.3 整体闭链行走模块的设计与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 多足载运平台的总体设计与应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多足载运平台运动特性 |
| 4.3 “焕马”多足康复理疗平台 |
| 4.4 “铁马”多足山地载运平台 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 髋关节可重构整体闭链双四足行走系统的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 变拓扑闭链腿机构 |
| 5.3 双模式可重构关节 |
| 5.4 双四足系统双模式行走性能 |
| 5.5 样机设计与实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 臀大肌可重构的整体闭链四四足行走系统的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 臀肌驱动轨迹重构 |
| 6.3 垂直障碍攀爬 |
| 6.4 纵坡攀爬能力 |
| 6.5 仿真验证与样机实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 应用与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（9）具有强越障能力的六足轮腿式爬行机器人（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究意义与课题来源 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 第二章 六足轮腿机器人的设计与模型建立 |
| 2.1 机器人结构设计 |
| 2.1.1 轮腿结构设计及安装 |
| 2.1.2 电机选择 |
| 2.2 静力学分析 |
| 2.3 机器人步态规划 |
| 2.3.1 直行 |
| 2.3.2 转弯 |
| 2.3.3 跳跃 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 仿真分析 |
| 3.1 仿真软件 |
| 3.2 仿真模型与仿真环境 |
| 3.3 仿真结果 |
| 3.3.1 直行 |
| 3.3.2 转弯 |
| 3.3.3 越障 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 机器人控制系统的设计 |
| 4.1 控制系统硬件设计 |
| 4.1.1 微控制器模块 |
| 4.1.2 电源模块 |
| 4.1.3 驱动模块 |
| 4.1.4 信号隔离模块 |
| 4.1.5 无线遥控模块 |
| 4.1.6 传感器模块 |
| 4.2 控制系统软件设计 |
| 4.2.1 机器人上位机软件设计 |
| 4.2.2 控制程序开发环境介绍 |
| 4.2.3 机器人遥控程序的设计 |
| 4.2.4 机器人步态的实现 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 机器人爬行实验 |
| 5.1 实验环境的搭建 |
| 5.2 实验准备 |
| 5.3 实验结果 |
| 5.3.1 直行 |
| 5.3.2 转弯 |
| 5.3.3 越障高度 |
| 5.3.4 越障性能测试 |
| 5.3.5 跳跃距离 |
| 5.3.6 负载能力 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（10）机器人模块化体系与关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 机器人模块化技术研究现状 |
| 1.3 模块化机器人系统设计与开发 |
| 1.4 典型模块化机器人设计实践 |
| 1.5 模块化无人机设计与抗干扰问题 |
| 1.6 本文的研究内容和结构安排 |
| 第二章 模块化机器人系统设计与开发 |
| 2.1 模块化机器人系统的基本特点 |
| 2.2 机器人控制系统设计原则 |
| 2.2.1 机器人模块化结构设计 |
| 2.2.2 机器人控制系统的模块化设计原则 |
| 2.2.3 机器人模块的模块化封装 |
| 2.2.4 组件定义与实现 |
| 2.3 硬件模块化系统 |
| 2.4 软件模块化系统 |
| 2.4.1 模块化操作系统ROS |
| 2.4.2 ROS操作系统基本架构 |
| 2.4.3 ROS实时性问题与解决方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 模块化移动机械臂及编队系统的应用 |
| 3.1 模块化即插即用机械臂系统 |
| 3.1.1 硬件结构 |
| 3.1.2 软件结构 |
| 3.1.3 系统特性 |
| 3.1.4 模块化机械臂实验 |
| 3.2 模块化移动机械臂系统 |
| 3.2.1 移动机械臂硬件系统架构 |
| 3.2.2 移动机械臂硬件系统架构 |
| 3.3 模块化多机器人系统基于表征空间的运动规划 |
| 3.3.1 多机器人编队任务 |
| 3.3.2 任务可实现性以及优化 |
| 3.3.3 任务从不可实现到可实现的转换 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 模块化无人机设计与抗干扰问题研究 |
| 4.1 模块化无人机控制系统设计 |
| 4.1.1 机器人控制系统设计和实现 |
| 4.1.2 模块化系统具体设计 |
| 4.2 轨迹跟踪系统模型及抗干扰问题描述 |
| 4.3 基于干扰观测器的控制器设计 |
| 4.3.1 分级控制结构 |
| 4.3.2 鲁棒控制器的设计 |
| 4.3.3 控制系统实现 |
| 4.4 稳定性分析 |
| 4.4.1 系统不确定性的输入-输出稳定性 |
| 4.4.2 闭环系统稳定性分析 |
| 4.5 仿真分析 |
| 4.5.1 高增益DOB的跟踪效果 |
| 4.5.2 PID和高增益DOB的轨迹跟踪控制效果对比 |
| 4.5.3 SMC和高增益DOB的能量损耗对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表、录用或完成的论文 |
| 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
四、基于模块化设计的相扑机器人研究（论文参考文献）
- [1]基于垂直面移动机器人的模块化设计应用研究[D]. 余艺歆. 南昌大学, 2021
- [2]基于串联弹性驱动器的下肢外骨骼机器人研制[D]. 张庆超. 燕山大学, 2021(01)
- [3]腔镜微创手术机器人力反馈主操作手设计与主从控制研究[D]. 梁云雷. 哈尔滨工业大学, 2021(02)
- [4]输电铁塔攀爬机器人的设计与分析[D]. 张聪. 山东科技大学, 2020(06)
- [5]仿生双杆攀爬软体机器人的设计[D]. 朱娜娜. 西南科技大学, 2020(08)
- [6]小型模块化机器人仿生运动分析与系统实现[D]. 陈翔. 广东工业大学, 2019
- [7]四旋翼式水下航行器设计与关键技术研究[D]. 边靖伟. 浙江大学, 2019(08)
- [8]连杆式整体闭链多足载运平台的设计与应用研究[D]. 武建昫. 北京交通大学, 2019(01)
- [9]具有强越障能力的六足轮腿式爬行机器人[D]. 李力. 南京航空航天大学, 2019(02)
- [10]机器人模块化体系与关键技术研究[D]. 张彦俊. 上海交通大学, 2018(01)