隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的日益發(fā)展,力反饋技術(shù)作為人與環(huán)境交互的重要手段,得到了廣泛關(guān)注及應(yīng)用。力覺不僅能夠讓人體感受到物體的硬度、重量和慣性等信息,同時能夠幫助人體判斷物體的運動狀態(tài)和運動趨勢。傳統(tǒng)的人機交互接口主要依賴于視覺聽覺信息反饋,缺乏力觸覺感知,容易因信息感知單一和模糊而出現(xiàn)判斷和操作的失誤,系統(tǒng)應(yīng)用可靠性降低。作為人機交互的接口設(shè)備,在虛擬現(xiàn)實和遙操作系統(tǒng)中,能夠精確提供大范圍力反饋至關(guān)重要。本文針對目前國內(nèi)外成熟化力反饋產(chǎn)品如數(shù)據(jù)手套、可穿戴設(shè)備、專用設(shè)備等存在力反饋設(shè)備量程小,體積大,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不足,采用Solidworks設(shè)計了一款通用性強、量程大的力反饋裝置結(jié)構(gòu)圖并設(shè)計了兩款人機交互應(yīng)用軟件。力反饋裝置下位機系統(tǒng)采用STM32系列單片機作為主控制器,主要完成采集力反饋裝置運動位置信息、驅(qū)動力反饋執(zhí)行器以及實現(xiàn)與人機交互軟件的通信功能。并分別在Visual Studio C++結(jié)合OpenGL圖形庫平臺和Unity 3D環(huán)境開發(fā)了兩款不同的交互軟件（一款是基于虛擬機械臂,另一個是基于虛擬假手）,該系統(tǒng)可通過力反饋裝置控制虛擬場景對象完成特定任務(wù),力覺與視覺的反饋增強了操作者... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

虛擬裝配

圖 1-1 虛擬裝配 圖 1-2 虛擬手術(shù)）遙操作機器人操作機器人系統(tǒng)是一種本地人的智能與遠(yuǎn)處的機器人的適應(yīng)性結(jié)合應(yīng)用。遙主要應(yīng)用于在危險場合或者只能依靠遠(yuǎn)程操作的特定情況下，如航天，幫助有危險的高難度任務(wù)[23]。遙操作機器人工作在交互狀態(tài)下時，力反饋裝置為遠(yuǎn)程機器人在工作中的力覺交互信息。因此，操作者能準(zhǔn)確實時感知機器人中的力變化，為精準(zhǔn)調(diào)整操作指令提供可靠依據(jù)。）腦卒中康復(fù)機器人

圖 1-3 GyberGrasp 力反饋手套 圖 1-4 Phantom 力反饋設(shè)備1-5 所示為加拿大 MPBTechnologies 公司研制的 Freedom6S 力反饋操作手種主要以串聯(lián)結(jié)構(gòu)為主的六自由度手持力反饋操作器[7]。為減小本身質(zhì)量操作者帶來的影響，該型號操作手對其中串聯(lián)結(jié)構(gòu)的部分段采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)聯(lián)機構(gòu)的剛性，保證在輸出較大力反饋時不產(chǎn)生形變，影響位置精度。 所示的典型 6-DOF 力反饋設(shè)備，其工作空間可達(dá) Ф 360 mm ×L 300mm，達(dá) 20N，Delta 結(jié)構(gòu)的末端增加了三個轉(zhuǎn)動自由度，可實現(xiàn)六自由度控制自由度運動范圍較小，只有±20°，且該力反饋設(shè)備體積較大[8]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]多自由度力反饋技術(shù)研究[D]. 胡海樺.東南大學(xué) 2015
[3]面向外科手術(shù)的力反饋型遙操作主手研究[D]. 李長軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[4]基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的力覺交互設(shè)備的研究與構(gòu)建[D]. 李國杰.上海交通大學(xué) 2008
[5]基于力反饋的虛擬手術(shù)器械的設(shè)計與研究[D]. 張艷.上海交通大學(xué) 2008
[6]液壓伺服六自由度力反饋手控器的設(shè)計研究[D]. 侯文卓.吉林大學(xué) 2006
[7]基于虛擬現(xiàn)實手臂外骨骼康復(fù)系統(tǒng)的研究[D]. 王小龍.河北工業(yè)大學(xué) 2003



本文編號：3039134