具有力觉临场感的遥操作操纵器关键技术研究

摘要

具有力觉临场感的遥操作操纵器是主、从遥操作系统重要的人机接口,它可以向远端从机械手传送位置、姿态、速度和力等多种信息,同时可以接收从机械手的力/力矩等信息,为操作者提供力觉临场感.其性能直接影响遥操作系统的透明性、稳定性,提供有效的力觉反馈是其研究、设计的关键.对力觉临场感操纵器设计中位置控制精度、操纵器的动态特性、操纵器的各向同性、稳定性、人体工程学指标等方面的性能要求进行了分析,对其结构形式、各向同性与结构非奇异性等结构设计方面的问题进行了研究,对各种驱动方式的特点进行了比较,并对检测与控制系统结构对于系统性能的影响进行了研究.研究表明,在结构设计时,采用机械上解耦、运行过程中惯性保持不变的机械结构,将使控制算法简化.研究结果对于该类装置的研究与开发具有借鉴作用.