新型液压并联遥操纵手力反馈伺服控制研究

以一种新型六自由度液压并联力反馈遥操纵手为研究对象,以其输出力为控制目标,建立力控制系统数学模型,设计广义预测控制(GPC)系统实现六自由度遥操纵主手的控制。并搭建遥操纵实验台对其操作性能进行验证,实验结果表明,所设计的控制系统克服了系统参数不确定性、建模误差等不利因素的影响,获得了良好的动、静态响应特性。文中工作对液压伺服操纵手的控制研究有一定参考价值。

基于手控器触觉共享控制的主从遥操作

为了提高主从遥操作的效率和系统的安全性,设计了能够实现主从位移控制的手控器,构建了基于虚拟墙引导主动控制模型,通过融合操作者的人工控制和机器人的视觉引导,实现机器人遥操作中主从两端的信息共享和相互引导,对手控器和从端作业机器人进行控制。通过搭建基于共享控制策略的手控器-机器人系统实验平台,验证所设想控制方法的有效性,最终实现了提升主从遥操作的作业效率,减轻了机器人对环境的瞬间冲击,提高了系统的安全性。

力反馈主手研究现状及其力控制方法研究

力觉主手作为主从遥操作机器人系统的关键部件,其机构特性和力控制性能直接关系到整个遥操作系统能否完成预期的任务要求。近年来,关于力觉主手及其力控制方法的研究已成为机器人遥操作领域的研究热点。文中详细介绍了力觉主手在机构设计和力控制算法方面研究现状和发展趋势。

主从遥操作工程机器人的虚拟触觉反馈

虚拟现实技术的应用,改善了传统的主从遥操作工程机器人系统的作业效率。但操作过程中如不能正确处理虚拟环境下工程机器人与障碍物或地面碰撞等危险情况,易造成真实工程机器人倾覆。因此,在虚拟的工程机器人抓手端部不同运动方向上安装假想弹簧,当虚拟环境下的工程机器人抓手与障碍物或地面接近时,假想弹簧变形获得触觉反馈力给操作者以危险提示,并在主从遥操作工程机器人实验台上进行了实验。实验结果表明:通过在虚拟工程机器人上安装假想弹簧产生触觉反馈力,可有效地避免真实工程机器人与障碍物或地面硬接触,减少倾覆事件的发生。

完全重力平衡下的力感主手手腕结构改进

力感主手的手腕对主手的动态性能影响很大。为提高主手的动态性能,在通用型力感主手的基础上,采用将捏持点从手腕腕心移出的方法对主手手腕结构进行改进。确定由于捏持点与手腕腕心不重合而产生的额外力矩不会对人的力感觉产生干扰的最大移出距离。在力感主手处于完全重力平衡的条件下,根据人机工程学提出手腕结构的改进方案,降低手腕质量,并提高了手腕结构的刚度,使主手末端的惯性力降低了57%,显著提升了主手的动态性能。