為提高空間站機(jī)械臂遙操作系統(tǒng)的精度和安全性,設(shè)計(jì)了一種基于混聯(lián)式七自由度力反饋設(shè)備的虛擬人機(jī)交互系統(tǒng)。系統(tǒng)由力反饋設(shè)備、控制系統(tǒng)及虛擬場景構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)了三維平動(dòng)自由度和三維轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的機(jī)械解耦,并通過標(biāo)定修正了存在誤差的機(jī)械參數(shù),可以對(duì)末端輸出反饋力穩(wěn)定控制。性能試驗(yàn)表明:系統(tǒng)可以在250 mm×250 mm×250 mm的空間內(nèi)精確跟蹤操作人員手部位置,位置精度達(dá)到0.6 mm;可提供最大15 N的力覺反饋;在虛擬夾物體試驗(yàn)中,有力反饋的人機(jī)交互系統(tǒng)比無力反饋系統(tǒng)的完成時(shí)間縮短了23%,損壞率降低了50%,提高了操作精度和夾取過程的安全性。 

【文章來源】：載人航天. 2020,26(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

y軸位置跟蹤精度

z軸位置跟蹤精度

混聯(lián)式七自由度力反饋手控器的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示,力反饋手控器由平行連桿結(jié)構(gòu)、菱形拉伸結(jié)構(gòu)、末端三維旋轉(zhuǎn)手柄、支架、配重塊、手指扳機(jī)結(jié)構(gòu)、直流伺服電機(jī)及絕對(duì)值編碼器組成。操作人員的手固定在末端手柄處,編碼器實(shí)時(shí)采集手控器各個(gè)自由度的角度信息,并傳遞給系統(tǒng)控制箱;電機(jī)采用Maxon公司RE系列312970型稀有金屬電刷直流電機(jī),該型號(hào)電機(jī)具有良好靜態(tài)性能以及散熱能力,適用于低速大轉(zhuǎn)矩的力反饋設(shè)備;配重塊用于保持手控器平衡;手控器通過平行連桿結(jié)構(gòu)、菱形拉伸結(jié)構(gòu)和末端三維轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)相串聯(lián),實(shí)現(xiàn)了三維平動(dòng)自由度和三維轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的機(jī)械解耦,降低了解算的復(fù)雜度和控制難度。混聯(lián)式設(shè)計(jì)能夠在較大的工作空間內(nèi)保證足夠的剛度以及輸出能力。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3129318