软体机器人原理、设计及应用

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第1章绪论
1.1软体机器人的由来001
1.2软体机器人的概念002
1.3软体机器人的分类003
1.3.1按照用途分类004
1.3.2按照驱动方式分类008
1.3.3按照结构分类012
1.3.4按照受控方式分类016
1.3.5按照能量供给方式分类017
1.3.6按照运动方式分类018
1.4软体机器人的发展历史019
1.4.1软体机器人国外发展历史019
1.4.2软体机器人国内发展状况024
1.5软体机器人的应用026
1.5.1在医疗方面的应用026
1.5.2在工业方面的应用027
1.5.3在特种情况下的应用028
1.6本书概要028
1.7小结030
第2章软体机器人的仿生机理与结构
2.1陆用软体机器人032
2.1.1蠕虫式软体机器人032
2.1.2毛虫（尺蠖）式软体机器人039
2.1.3蝗虫式软体机器人044
2.1.4仿象鼻式软体机器人048
2.1.5仿人手式软体机器人051
2.2水下软体机器人061
2.2.1章鱼式软体机器人062
2.2.2鱼式软体机器人068
2.2.3海星式软体机器人073
2.2.4蝠鲼式软体机器人074
2.3空中软体机器人077
2.4小结079
第3章软体机器人的驱动原理
3.1流体驱动080
3.1.1气动式驱动080
3.1.2液动式驱动089
3.2形状记忆合金（SMA）驱动089
3.2.1SMA驱动的单环形软体机器人090
3.2.2SMA驱动双模块环形软体机器人093
3.3电活性聚合物（EAP）驱动101
3.3.1离子型电活性聚合物101
3.3.2电子型电活性聚合物105
3.4化学驱动105
3.4.1响应水凝胶驱动105
3.4.2内燃爆炸驱动112
3.5小结115
第4章软体机器人的运动建模
4.1SMA变形驱动运动建模117
4.1.1形状记忆合金变形建模与实验验证118
4.1.2基于SMA的单环形软体机器人结构设计及变形运动建模127
4.1.3基于SMA的单环形软体机器人动力学建模与仿真131
4.1.4SMA变形与运动分析总结141
4.2气压驱动膨胀变形建模143
4.2.1软体驱动器结构143
4.2.2软体驱动器的变形建模150
4.2.3差动式气压驱动软体爬行机器人154
4.2.4差动式气压驱动软体爬行机器人运动建模157
4.3小结167
第5章软体机器人的控制
5.1控制系统168
5.1.1气动控制系统设计168
5.1.2电动控制系统设计169
5.2控制方法170
5.2.1PID控制170
5.2.2神经网络控制算法176
5.2.3模糊控制184
5.3控制实例及实验196
5.3.1软体爬行机器人的控制策略196
5.3.2多模块软体机器人运动控制及实验204
5.3.3SMA驱动的环形软体机器人控制214
5.4小结230
第6章传感器
6.1电阻型传感器232
6.1.1FlexSensor型商用传感器233
6.1.2导电液体注入硅胶腔体形成的传感器236
6.1.3导电橡胶传感器241
6.2光纤传感器244
6.3电容型传感器252
6.4磁传感器256
6.5小结259
第7章软体机器人的设计与制造
7.1设计原则261
7.2制作材料的选取262
7.2.1硅胶263
7.2.2形状记忆合金（SMA）263
7.2.3介电弹性体263
7.3制作方法与流程264
7.3.1形状沉积制造264
7.3.2软体转印技术267
7.3.3失蜡铸造271
7.3.4多材料3D打印272
7.4制造实例274
7.4.1差动驱动软体机器人的制造274
7.4.2一体式双向弯曲软体驱动器的制造277
7.5小结278
第8章软体机器人的应用实例
8.1医疗机器人280
8.1.1软体康复手套280
8.1.2软体膝关节外骨骼机器人291
8.1.3软体肩关节康复机器人292
8.1.4第一代刚软耦合下肢外骨骼机器人293
8.1.5心脏辅助支持器295
8.1.6医用微型软体折叠机器人296
8.2工业机器人298
8.2.1机械手爪298
8.2.2软体机器人运输平台314
8.3小结316
参考文献