机械臂遥操作任务难度对工作负荷的影响

目的研究机械臂遥操作任务中任务难度对绩效指标、生理指标和主观工作负荷指标的影响,判断各个指标评价工作负荷的敏感性和有效性。方法招募64名受试者开展遥操作任务模拟实验,抽象化3种不同难度的机械臂任务,分别为"点对准"、"避障"、"线对准"任务,采集操作者的绩效指标、生理指标以及主观工作负荷值。结果在不同难度的机械臂遥操作任务之间,任务完成时间、操作失误次数、平移偏差、碰撞次数、扫视频率、绩效满意度和NASA-TLX量表的总负荷值存在显著性差异(P<0.05)。结论机械臂遥操作任务中,绩效指标中的任务完成时间、操作失误次数、平移偏差、碰撞次数和主观工作负荷指标能够敏感地反映工作负荷的变化,可用于综合评价模型的建立。

机械臂遥操作典型任务特征分析与仿真实现

目的提取机械臂遥操作典型任务执行过程中的关键特征,建立适合于实验研究层面鲁棒性好、抽象化的遥操作任务仿真实验系统。方法分析几种典型空间站机械臂遥操作任务认知过程,提取其共同特征,建立具有极强代表性的抽象化任务。结果构建了"点对准"、"线对准"与"面对准"三类单人操作任务,"团队合作"与"团队协调"两类团队任务,并基于V-REP平台实现机械臂遥操作仿真实验训练系统。结论机械臂遥操作任务的抽象化结果可应用于遥操作类任务人机交互基础研究,仿真实验系统也可推广到机器人遥操作训练方法研究。

基于被动柔顺机理的电机遥操作更换机构设计和实验

核工业热室中智能装备的驱动电机受核辐射影响易损坏,采用电机遥操作更换技术是确保热室内智能装备正常运作的关键.针对这一问题,分析电机遥操作更换设计需求,提出基于被动柔顺机理的电机遥操作更换方法;分析轴孔装配3种接触状态,建立电机垂向插配力学模型,提出动力对接策略,设计五自由度(5-DOF)空间被动柔顺机构;基于热室中遥操作机械臂的特点,设计电机遥操作更换结构和工作流程.构建实验装置,测试统计电机更换成功率和耗时,并针对电机垂向插配力学模型所预测的插配力进行检测和理论计算比对,验证电机遥操作更换结构的可靠性和电机垂向插配力学模型的有效性.电机遥操作更换技术能为热室中智能装备的自动维护提供技术支撑,也为机器人执行其他自动化装配任务提供借鉴.

一种基于多视角图像的目标物体定位方法

在遥操作机械臂时,为了能有一个更加友好的人机交互界面,往往需要在控制界面中构建一个虚拟的机械臂以及机械臂工作空间,所以,在虚拟工作空间中标示出目标物体与虚拟机械臂的相对位置,给操作人员一个直观的提示,是虚拟工作空间重构的关键问题。针对机械臂遥操作,提出了一种基于不同视角图像的快速高效的定位方法,该方法根据目标物体在多个不同视角图像中的位置,计算出目标物体在实际工作空间中的位置,从而在虚拟机械臂工作空间中标示出目标物体与虚拟机械臂的相对位置。最后,构建了机械臂遥操作实物系统,验证了该方法的正确性。

嫦娥三号“玉兔号”巡视器遥操作中的关键技术

2013年12月14日,"嫦娥三号"成功地将月面着陆器和"玉兔号"巡视器送抵月球,这标志着我国已完成了探月工程中"落"月的重要阶段.嫦娥三号任务的一个关键组成部分是由地面遥操作中心控制"玉兔号"巡视器在月面非结构化环境中进行巡视和科学探测,而遥操作技术正是该组成部分成功实施的关键."玉兔号"巡视器遥操作技术主要包括巡视器的导航定位、月面地形重构、行驶路径规划和机械臂探测等关键步骤,这些步骤相互支撑与融合,保证了嫦娥三号任务的顺利实施.本文在对上述4个方面关键技术的发展和应用现状进行总结的基础上,阐述了相关的主要技术途径及其应用特点,分析了各种技术在"玉兔号"月面巡视与科学探测任务实施中的发挥的重要作用,并评述了它们的发展潜力和应用前景,对中国探月工程以及后续火星探测工程中的遥操作具有一定的指导意义.