在現(xiàn)代機(jī)器人發(fā)展中,受智能技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和控制理論的限制,面對復(fù)雜、未知環(huán)境時,機(jī)器人存在很難完全自主地執(zhí)行精細(xì)、復(fù)雜任務(wù)的問題。遙操作和機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合,可以很好地解決這種問題。它是通過人對機(jī)器人進(jìn)行實時操控,即人首先評估遠(yuǎn)端工作狀況,進(jìn)而做出決策以控制機(jī)器人按照指令執(zhí)行任務(wù),這樣提高了機(jī)器人的通用性和實用性。力覺臨場感是為幫助操作者在遙操作中準(zhǔn)確評估工作端情況的關(guān)鍵技術(shù)。本文以力反饋仿人主從手為平臺,為提高主從機(jī)械手的可操控性能,進(jìn)行力覺臨場感和主從機(jī)械手控制相結(jié)合的研究。本文首先設(shè)計了配套的力反饋主從機(jī)械手,采用欠驅(qū)動方式,減輕了人的操作負(fù)擔(dān)。設(shè)計了主從手指尖結(jié)構(gòu),有利于優(yōu)化主手跟隨運(yùn)動方法。設(shè)計主從控制電氣系統(tǒng),根據(jù)主從手控制特點,采用并聯(lián)三指控制子系統(tǒng),使對應(yīng)手指的子系統(tǒng)具有完整的主從控制功能并可獨立運(yùn)行。子系統(tǒng)本身由傳感器、電控單元、電機(jī)組合模塊集成。以上設(shè)計有利于硬件的組裝、系統(tǒng)調(diào)試和改進(jìn)工作�；谶b操作主從四通道理論,分析了多種雙通道控制結(jié)構(gòu)在主從系統(tǒng)中的力反饋性能,確定了以力—位置型控制結(jié)構(gòu)為本文控制系統(tǒng)的基本框架。根據(jù)系統(tǒng)特點,將控制模式分為跟隨模式和力反饋模式,... 

【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)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

遙操作機(jī)器人臨場感技術(shù)流程圖

1.2 力反饋裝置國內(nèi)外研究現(xiàn)狀力反饋仿人手主從系統(tǒng)主要構(gòu)成如圖 1-4 所示[27]。其中，從手即遙控機(jī)械手，負(fù)責(zé)面向環(huán)境，實現(xiàn)操作作業(yè)；主手則是負(fù)責(zé)與人實現(xiàn)操作信息交互。力反饋裝置的力反饋功能是依靠從手力檢測和主手的力反饋系統(tǒng)來實現(xiàn)的。力反饋主從系統(tǒng)的操作過程分兩個模式：跟隨模式和力反饋模式。在跟隨模式下，從手沒有受外界作用力，主手反饋力為零，主手跟隨人手運(yùn)動，同時從手跟隨主手運(yùn)動；在力反饋模式下，從手受外界作用力，主手對人手產(chǎn)生反饋力。主手主要分為桌面型主手和穿戴型主手兩大類[28]。桌面型主手具有獨立的工作臺，不受人手結(jié)構(gòu)限制，典型的有操縱桿式。該類型主手無法給操作者真實的力反饋感受。穿戴型主手也叫力反饋數(shù)據(jù)手套，戴在人手上接收人手運(yùn)動位置信號，并將從手（仿人機(jī)器手）感受環(huán)境力大小反饋給人手。穿戴型主手的結(jié)構(gòu)和外形受制于人手，運(yùn)動方式比桌面型更加復(fù)雜，但能給操作者更真實的力覺臨場感。

圖 1-5 Cyber-grasp 力反饋數(shù)據(jù)手套[29]如圖 1-6 所示，EXOS 公司于 1996 年設(shè)計了 Dexterous Hand Master 反饋手套[30]。它是固定在操作者手指上的剛性串聯(lián)連桿機(jī)構(gòu),手套與固連形成封閉的 5 連桿機(jī)構(gòu)，連桿機(jī)構(gòu)中間安裝彈簧為外骨架手套提在每個手指尖還裝有力傳感器可以測量人手指和手套之間產(chǎn)生的反饋饋手套實現(xiàn)閉環(huán)力控制[31]。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3233915