仿人机器人基础理论与技术

仿人机器人是多学科和高技术的综合集成平台，在社会服务、公共安全等领域具有重大应用需求。仿人机器人研究能够带动智能机器人方法与技术、功能部件与系统的发展，对人体运动科学和医疗康复也具有重要推动作用。 本书是北京理工大学仿人机器人团队二十余年研究成果的总结，系统地介绍了仿人机器人的基础理论与技术，主要包括仿人机器人概论、仿人机器人运动学与动力学、仿人机器人行走稳定性判据、仿人机器人行走步态规划、仿人机器人行走控制、基于被动行走的仿人机器人、基于人体运动规律的仿人机器人运动设计和仿人机器人本体设计。 本书既可作为仿人机器人领域教师、学生等专业人员的参考资料，也可以作为对仿人机器人感兴趣的读者的入门教程。

黄强，北京理工大学教授，IEEE Fellow，长江学者， 杰出青年基金获得者， “万人计划”首批科技创新领军人才。1986年和1989年毕业于哈尔滨工业大学，分别获学士学位和硕士学位，1989年进入华中科技大学开始博士课程学习，1991年赴日本留学，1996年获日本早稻田大学博士学位。1996年至2000年分别在日本通商产业省工业技术研究院和日本东京大学任研究员，2000年至今任北京理工大学教授。现任北京智能机器人与系统高精尖创新中心常务副主任、仿生机器人与系统 重点实验室主任。长期从事仿人机器人研究，带领团队研制了6代“汇童”系列仿人机器人，发表SCI论文120余篇，获授权 发明专利100余项，PCT 专利20项。获 和省部级科学技术奖3项，获 机构学与机器科学联合会（IFToMM） 成就奖，获 学术会议 论文奖10余篇。

第1章 概述 1.1 仿人机器人及其研究意义 1.2 仿人机器人的发展及现状 1.2.1 国外仿人机器人发展进程 1.2.2 国内仿人机器人发展进程 1.3 仿人机器人的关键理论与技术 1.3.1 仿人机器人的运动学与动力学 1.3.2 仿人机器人的运动稳定性判据 1.3.3 仿人机器人的运动规划 1.3.4 仿人机器人的运动控制 1.3.5 仿人机器人的机构设计 1.4 本书内容安排 1.5 本书使用建议 参考文献 第2章 仿人机器人运动学与动力学 2.1 概述 2.2 仿人机器人的运动学 2.2.1 仿人机器人的自由度配置 2.2.2 仿人机器人结构模型 2.2.3 仿人机器人的正运动学 2.2.4 仿人机器人的逆运动学 2.3 仿人机器人的动力学 2.3.1 仿人机器人动力学概述 2.3.2 牛顿一欧拉法的基本原理 2.3.3 牛顿一欧拉法的动力学建模 2.3.4 牛顿一欧拉法动力学方程的统一形式 2.4 仿人机器人运动学与动力学求解应用实例 参考文献 第3章 仿人机器人行走稳定性判据 3.1 概述 3.1.1 问题的提出 3.1.2 研究进展 3.2 零力矩点稳定性判据 3.2.1 零力矩点稳定性判据的基本概念 3.2.2 零力矩点位置的计算 3.2.3 零力矩点稳定性判据的应用 3.2.4 零力矩点稳定性判据的注意事项和局限 3.3 基于庞加莱映射的稳定性判据 3.3.1 庞加莱映射的基本概念 3.3.2 庞加莱映射稳定性判据的应用 3.3.3 庞加莱映射稳定性判据的适用性与局限 3.4 基于落脚点的稳定性判据 3.4.1 基于落脚点稳定性判据的概念和计算 3.4.2 基于落脚点稳定性判据的局限性 3.5 其他稳定性判据简介 3.6 仿人机器人稳定性判据应用实例 参考文献 第4章 仿人机器人行走步态规划 4.1 概述 4.1.1 问题的提出