遥操作

摘要： 针对天体表面探测遥操作模拟验证需求和特点,设计实现了综合天体表面地形模拟、模拟星球车、地形扫描测量与遥操作处理评估等功能的天体表面探测遥操作模拟验证系统。以人工砂搭建可变形表面模拟环境,研制了具有感知、移动及规划结果响应功能的模拟星球车,提出了基于激光扫描的地形测量与星球车位姿测量方法,建立了基于模拟场景和星球车的天体表面探测遥操作模拟验证系统,对火星表面探测的感知、规划等关键作业过程进行了模拟验证,为天体表面探测遥操作实际实施提供了有力支撑。

摘要： 2020年11月24日4时30分,“长征五号遥五”运载火箭在中国海南文昌航天发射场点火升空,运送“嫦娥五号”探测器至地月转移轨道。在此次任务中,青岛理工大学机械与汽车工程学院教授赵正旭领衔复杂网络与可视化研究所航天可视化团队研制的探月工程三期遥操作作业平台发挥了关键性作用。

摘要： 针对“嫦娥五号”月面表层无人采样任务过程中机械臂精确控制难度大、器地协同工作复杂导致常规遥操作工作模式难以在有限时间内完成任务的问题,提出了月面表层无人采样高效控制方法和新的工作模式。通过建立采样区量化评价指标体系实现采样点规划、采用预先规划方法进行任务规划和机械臂运动控制规划、在线学习机械臂末端精调路径与多视角融合图像测量分析精调控制量、基于状态自动发令与实时管控工作进度等技术,实现了环境感知、任务规划与验证、机械臂末端精调规划、控制实施等环节提高工作效率。“嫦娥五号”月面表层采样任务在轨实施情况表明控制方法和新的工作模式能够极大提升采样工作效率,为未来火星和小行星采样工程项目奠定了基础。

摘要： 为了使遥操作拖拉机驾驶员对路面信息有更直观的感受,在课题组前期设计的一套拖拉机遥操作系统的基础上设计了路感模拟系统。首先提出路感模拟系统的总体设计方案。然后分析拖拉机路感产生机理,并对遥操作拖拉机的转向执行机构以及控制器进行改造,设计出路感测试系统。最后根据所设计的路感测试系统,在草地、水泥地等路面上对遥操作拖拉机进行原地转向以及行驶转向时不同速度下的转向阻力矩测量,并且利用Logitech G29方向盘式操纵装置在草地和水泥路面展开路感的模拟实验。实验及测试结果表明,遥操作拖拉机在不同路面的转向阻力矩相差较大,但是总体变化趋势相同,一开始转向阻力矩随着方向盘转角的增大而增大并在方向盘转角处于100°~120°时开始回落,当方向盘转角处于200°左右时有小幅度的上升。通过方向盘式操纵装置对遥操作拖拉机路感展开模拟,各项评价指标得分均在6.3~8.5分之间,表明该方法模拟路感的可行性。

摘要： 针对配网带电作业遥操作中遥操作人员的不正确操作以及作业空间复杂所导致的潜在安全问题,提出了建立交互式虚拟夹具辅助遥操作的控制策略。该策略在机械臂末端增加了多维力传感器,使得遥操作人员在操作时能获得机械臂和环境接触时的力感觉,便于进行轴孔装配类作业。同时,采用双目立体相机扫描作业场景构成环境三维模型,生成引导机械臂运动的虚拟夹具来产生相应约束力辅助约束/引导遥操作人员完成精细化的作业任务。

摘要： 2022年1月6日,中国天宫空间站机械臂转位货运飞船试验顺利完成;1月8日上午,神舟十三号飞船航天员乘组在地面科技人员的密切协同下,在空间站核心舱内采取手控遥操作方式,圆满完成了天舟二号货运飞船与空间站组合体交会对接试验。以上两次试验都属中国首次,对于今后中国空间站的运营以及太空事业的发展都有着重大意义。

摘要： 在生活中,当遇到危险时,消防员、军人、医生等总是挺身而出。所以相对而言,这些人存在着相对高概率的安全隐患。通过救援机器人可以利用摄像头识别特定手势,将手势转化成特定操作指令,实现基于VR的遥操作,用于勘测地形和周围环境的VR 3D视觉功能,可以操纵救援装备的4自由度示教机械手臂。将各个模块集成化控制,搭建嵌入式物联网体系,这样机器人就具有了移动、感知、遥操作、勘测、救援等功能。

摘要： 以农业移动机器人为研究对象,首先介绍了基于移动通信网络的遥操作技术,并基于ARM嵌入式技术,设计了农业移动机器人硬件方案,并从硬件和软件两方面设计实现了该系统。实验结果表明:该系统能够出色地完成任务,满足了预期的效果,具有一定的稳定性和可靠性。

摘要： 配网带电作业机器人可使操作人员远离危险环境,保障人员安全,减轻操作人员劳动强度,提高带电作业工作效率,具有广阔的应用前景。设计研制了一种基于双目视觉反馈遥操作的配网带电作业机器人,采用全景视觉虚拟现实技术实现沉浸式视觉反馈,采用两个六自由度遥操作手柄进行双臂机器人的精准遥操作控制。实验表明,采用双目视觉反馈遥操作控制结合自动在线工具更换等自主控制,可完成诸如带电接火等复杂配网作业功能。

摘要： 阐述了5G网络发展和优势,分析和研究了三轮农场移动机器人运动学和动力学原理,实现了一套基于5G网络的农场移动机器人远程遥操作系统。实验结果表明:在遥操作控制下,农场移动机器人顺利达到了从起点到终点的目的,且机器人转向圆滑、路径线路最短,实现了遥操作控制和路径规划功能。

摘要： 高压带电作业机器人可以帮助操作人员远离高电压、高空环境等恶劣作业环境,保证人身安全的同时保证供电设备安全可靠运行.但是,缩短空间距离的同时也带来网络通讯时延,时延会给系统带来不稳定性,进而造成系统透明性下降.基于无源性理论,只要保证遥操作系统主从端的无源性,遥操作控制系统的设计就可以基于波变量来进行.不管系统的传输时延大小如何,基于波变量法均可以得到稳定的系统控制.

摘要： 随着载人航天的深入发展,虚拟现实技术在航天领域的应用更为广泛,本文对国内外虚拟现实技术在航天员训练中的应用情况进行综述,主要包括:航天员舱外活动集成性训练、空间站内生命科学试验演练、空间站内定向与导航训练、空间机器人遥操作等,并结合我国载人航天规划,针对虚拟现实技术应用于我国空间站建设及空间应用所需解决的关键技术进行了讨论,提出了进一步的研究建议.

摘要： 为确保月面巡视器遥操作控制安全性,在控制实施前需要对规划结果进行快速实时仿真验证.提出了数值仿真与基于三维场景的人在回路验证相结合的遥操作实时仿真验证方法,给出了方法流程及验证指标.为实现自动化数值仿真验证,提出了从规划结果到仿真序列的自动映射方法及仿真调度算法.针对月面巡视器移动、机构运动、就位探测和能耗各方面的验证需求,给出了仿真评估模型.应用结果表明,该方法可快速有效地对巡视器遥操作规划结果进行实时仿真验证.

摘要： 我国在“嫦娥三号”任务中将采用月面巡视器展开月球表面近距离巡视勘察.与以往的轨道航天器任务不同,由于巡视任务的工作计划、控制序列均实时生成,且月面环境比较复杂,为保障巡视器在月面运行的安全性,地面遥操作中心需开发大型的地面验证系统.本文介绍了月面巡视器遥操作任务系统中的地面验证技术,包括地面验证系统的组成和地面验证中的多项关键技术.

摘要： 针对遥操作中时延对系统的影响问题,本文提出了一种基于人工神经网络的预测方式,对遥操作从端机器人状态进行预测,并在虚拟场景中以三维图形进行运动仿真.实验结果表明,此预测仿真方法具有一定的可行性.

摘要： 在大通信时延、微重力的空间环境中，使用机械臂实施单元更换等遥操作存在巨大挑战。该文提出了一种基于BDI智能体的共享控制方法(SCBBA)，该方法利用BDI智能体的智能性、反应性和交互性来增强地面操作员的遥操作控制指令，以共享控制模式扩展人类远程控制与操作能力，该文研究了BDI智能体的共享控制体系结构，设计了一种融合操作员干预的BDI智能体解释器实现结构和动作队列选择算法。SCBBA方法在一个6-DOF Motoman机械臂上得到了有效实现，地面实验系统上的测试表明，此方法能够克服5s以上的时延影响并显著提高操作精度和操作效率。

摘要： 增强现实Augmentcd Reality，AR技术是将计算机生成的虚拟图形和采集到的真实世界的场景有机的合成起来，从而增加操纵者的环境感知度，并使其可以和操纵者进行人机交互的虚拟现实技术．本文首先介绍了增强现实技术的发展现状和关键技术．然后分析了增强现实技术应用于遥操作领域的优势．之后，作者结合“无人驾驶飞机遥现操控与模拟系统”开发背景，提出了一种基于Vega的无人机遥操作增强现实实现方法．最后给出了增强现实应用目前存在的问题和发展方向．

摘要： 随着5G触感网(Tactile Internet,TI)的兴起,具有触感反馈的无线远程遥操作系统引起了广泛关注.由于网络延迟对遥操作系统的用户体验质量(Quality of Ex-perience,QoE)的影响,如何最大化整个网络遥操作控制应用的QoE是目前亟待解决的问题.本文重点研究两种典型的遥操作控制结构——时域被动结构(TDPA)和模型控制结构(MMT)——在变延迟条件下的QoE性能,进而提出一种新型上行调度算法,旨在最大化共享同一网络的用户的整体QoE性能,仿真结果证明本文提出算法的可行性与优越性.

摘要： 地面无人装备是机器人技术的一个重要研究领域,它是指能够在室内、道路及野外实施自主运动的地面移动机器人,它是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合智能系统,其研究涉及图像处理、计算机视觉、传感技术、自动控制以及人工智能等多个学科,体现了计算机科学与人工智能的综合研究成果.与C4ISR的结合是目前无人装备发展的最活跃的领域之一.本文将以地面无人装备的发展现状为依据,探究机器人的遥操作、导航与定位、多传感器信息融合、机器人自主避障和人工智能等关键技术.

摘要： 随着机器人技术和虚拟现实技术的发展，虚拟外科手术仿真成为现代医疗最有前途的领域之一。本文提出了一个新型桌面虚拟外科手术仿真系统，它不仅具有手术培训功能，而且还可以用于手术规划、手术预演和远程外科手术，这个系统主要是用于机器人辅助外科整形手术系统--H1ToRAOS上。本文首先介绍了硬件系统HIT-RAOS，然后着重介绍了虚拟环境的建立过程。在此过程中，首先通过Pro/E、Javd3D及VRML技术建立了组成手术系统的各个机器人的虚拟仿真模型，之后通过一种新型的、可靠的有限元建模方法建立了人体腿部的生物力、学模型，并相应根据此模型得到了人体腿部的力位关系曲线，然后将各机器人仿真模型与生物力学模型集成.得到了我们所需要的虚拟外科手术仿真系统。最后通过搭建主从遥操作试验平台验证了此仿真系统的可用及实时性。

摘要： 本发明公开一种遥操作机械手及其摇臂结构、遥操作设备，该摇臂结构包括：大臂关节，包括大臂关节转轴；小臂第一转轴，穿设于大臂关节转轴内，小臂第一转轴与大臂关节转轴同轴设置并转动连接；以及第一轴承，套设于小臂第一转轴的一端，第一轴承的内圈与小臂第一转轴连接，第一轴承的外圈与大臂关节转轴连接。本发明的小臂第一转轴穿设于大臂关节转轴中，与其同轴设置并转动连接。由于小臂第一转轴穿设在大臂关节转轴中，并且二者以转动连接的方式保持相互连接和支撑，因而能够在各自的转动过程中始终保持同轴，也就是说，经过遥操作机械手长时间的运动后，大臂关节与小臂关节能够始终保持在预设的相对角度，从而保证了大小臂的传动精度。

摘要： 本发明公开一种遥操作机械手及其主轴、遥操作设备，该遥操作机械手包括固定座和转动盘，遥操作机械手的主轴包括：固定轴，用于与固定座连接；转动轴，转动轴的一端用于与转动盘连接，另一端套设于固定轴的上部并与其转动连接，转动轴沿其轴线构造有中空的第一腔体，第一腔体内设有编码器，编码器的码盘与固定轴的顶端相对固定，编码器的读头与转动轴相对固定。本发明中，主轴中的所有部件只需要自上而下进行安装或者说只需要从单一一个方向进行拆装，拆装难度较低。

摘要： 一种冗余机械臂遥操作组合交互装置及冗余机械臂遥操作系统，该遥操作组合交互装置包括人机交互设备和控制模块，所述人机交互设备包括分别连接所述控制模块的手控器、穿戴式数据手臂和手势采集设备，所述控制模块通过通信链路连接冗余机械臂，所述控制模块根据所述手势采集设备的输入快速控制冗余机械臂从远距离到达操作位置，根据所述穿戴式数据手臂的输入进行冗余机械臂的臂型控制，并根据所述手控器的输入进行冗余机械臂对目标的近距离精细操作控制。本发明的遥操作交互装置能够很好地遥操作冗余机械臂尤其是空间机器人冗余柔性机械臂完成远距离接近抓捕、精细操作、避障等复杂任务，能够比传统遥操作装置更精确快速地完成操作任务。

摘要： 本发明公开一种遥操作机械手及遥操作设备，该遥操作机械手包括：至少三个关节，每个关节至少具有一个旋转自由度；若干电机，每个关节均连接有一电机；若干减速组件，每个关节和与其连接的电机之间均设有一减速组件；以及，转动参数检测单元，设置于每个电机和/或每个关节。本发明的遥操作机械手，与常见的四轴、六轴等类型的机械手，结构差异较小，因此与从机械手的坐标转换简单，使从机械手能够更好地模拟主机械手的实际位姿，适用性更强。

摘要： 本发明公开一种遥操作机械手及其手柄传动结构、遥操作设备，手柄传动结构包括，安装架、第一传动机构、第二传动机构和第三传动结构，安装架包括两相对设置的侧臂和连接两侧臂底端的底端连接臂；第一传动机构包括第一电机，该第一电机与底端连接臂连接；第二传动机构包括第二电机及与第二电机相连接的传动轴，第二电机安装于安装架的一侧臂，传动轴的第一端穿设于安装架的一侧臂，第二端穿设于安装架的另一侧臂；第三传动机构包括第三电机，该第三电机交叉设置在传动轴上。本发明技术方案的手柄传动结构的结构更加简单、结构更加紧凑。

摘要： 本申请属于遥操作技术领域，尤其涉及一种遥操作系统、遥操作方法及芯片，其中，本申请的遥操作系统包括主操作设备、从操作设备、显示设备和摄像设备，上述主操作设备、上述从操作设备和上述摄像设备均设有末端工具；上述显示设备用于显示上述摄像设备实时采集的图像；上述主操作设备至少配置有作业操控状态和摄像操控状态，用于：在上述作业操控状态下操控上述从操作设备，以及在上述摄像操控状态下操控上述摄像设备。基于本申请方案，可实现单个主操作设备对从操作设备和摄像设备实现运动控制的效果，减少遥操作系统的设备数量。

摘要： 本实用新型公开一种遥操作机械手及其摇臂结构、遥操作设备，该摇臂结构包括：大臂臂杆，构造有中空的腔体；大臂关节，设于大臂臂杆的一端；小臂关节，设于大臂臂杆的另一端；小臂第一转轴，穿设于大臂关节，并与大臂臂杆垂直；小臂第二转轴，穿设于小臂关节，并与小臂第一转轴平行；小臂第一转轴与小臂第二转轴之间通过位于腔体内的刚性绳进行传动。本实用新型通过在大臂臂杆的中空腔体内进行小臂第一转轴和小臂第二转轴的传动，充分利用大臂臂杆的内部空间，使得摇臂结构整体更加紧凑且外观更加整洁。

摘要： 本实用新型公开一种遥操作机械手及其线缆转接结构、遥操作设备，线缆转接结构包括安装支架和线缆转接板，线缆转接板包括总线接口和若干线缆接口，安装支架包括安装框和由安装框的一侧竖直向下延伸的束线条，线缆转接板安装在安装框上。本实用新型技术方案，有效的解决转台与固定座之间的线束很容易对二者之间的各部件的运动造成干扰的问题。

摘要： 本实用新型公开一种遥操作机械手及其底座、遥操作设备，该遥操作机械手的底座包括固定座、转台电机、转台转轴和减速组件，转台电机水平设置于固定座，转台转轴竖直设置于固定座；转台电机的输出轴通过减速组件连接转台转轴。本实用新型技术方案，大幅降低了底座的高度，底座稳定性更好，提升了遥操作机械手的操作稳定性。

摘要： 本实用新型公开一种遥操作机械手及其末端走线结构、遥操作设备，该遥操作机械手的末端走线结构包括：第一壳体和第二壳体；第一壳体包括一侧与机械手的小臂对接的小臂对接部和位于小臂对接部另一侧的连接部；第二壳体与第一壳体转动连接，第二壳体和第一壳体设有相连通的走线通道。在本实用新型遥操作机械手的末端走线结构中，关节电机等用电部件和操控组件的线缆均通过第二壳体和第一壳体中的走线通道走线，走线整洁。