遥操作和虚拟操作的实时柔性触觉再现装置研究

针对遥操作和虚拟操作的需要,提出了一种新颖的基于弹性梁有效变形长度控制的柔性触觉感知再现方法,并研制了实时柔性触觉感知再现装置。该装置通过调节弹性梁的有效变形长度,快速控制弹性梁的刚度变化,从而使操作者实时地感知到虚拟操作或遥操作对象的刚度和柔软性,准确地识别对象的物理特性和分类。

用于实时柔性触觉再现的平行菱形链连接模型

精度高且实时性好的柔性触觉变形模型是实现触觉再现系统的关键。提出了一种新的基于物理意义的平行菱形链连接触觉变形模型,系统中各个链结构单元相对位移的叠加对外等效为物体表面的变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等效为物体表面的接触力。使用Delta 6-DOF手控器,建立了触觉再现实验系统,对柔性体的接触变形和实时虚拟触觉反馈进行仿真,实验结果表明所提出的模型不仅计算简单,而且能够保证触觉接触力和形变计算具有较高精度,满足虚拟现实系统对精细作业和实时性的要求。