基于VR的船载遥操作机械手设计与研究

摘要

针对无人潜水器在恶劣海况下收放作业挂钩困难的问题,设计一套基于虚拟现实(VR)的遥操作机械手装置,搭载于船载无人潜水器收放A型门架上,以操控VR手柄灵活、高效地完成无人潜水器收放时的辅助挂钩作业。利用Unity3D引擎搭建并开发一套机械手虚拟仿真系统,实现对机械手的正、逆向运动控制,并与实际机械手建立Socket网络通信,实现虚实同步;通过串流VR一体机实现对机械手的实时可视化仿真与VR遥操作。相较于现有的主手及示教器遥操作,VR遥操作机械手的作业效率更高,操作难度低,且系统具有较强的沉浸感和临场感,提高了机械手海上作业的可视性、灵活性和安全性。通过搭建波浪模拟试验平台模拟不同海况进行验证,结果表明,VR遥操作机械手挂钩作业的效率较示教器遥操作提高49.4%。在海上试验中,机械手也成功完成了各类潜器收放的挂钩作业。