摘要：在虚拟装配中 ,要使人们对装配对象和装配环境获得全面、逼真、自然的认识 ,除了视觉信息外 ,还应提供触觉、力觉等信息。在实现人与虚拟环境之间的视觉和力觉交互方面进行了初步尝试 ,通过建立虚拟对象的仿真模型和虚拟与现实世界之间的交互模型 ,利用常见的商用软件构造了虚拟装配环境和虚拟装配对象 ,研制和开发了二维力觉交互装置———力反馈鼠标 ,并通过实例进行了人与虚拟环境之间视觉和力觉交互的验证实验。

摘要：提出一种基于磁流变液的力觉感知驱动装置,该装置具有内、外两个线圈,并且绕向相反,其中内部线圈缠绕在活塞外部,外部线圈则缠绕在缸体外部,通过内、外线圈磁场力的相互作用使其具有复位功能。根据磁流变液的特性及磁流变效应,结合线圈参数、结构参数和磁路设计等原则,给出了主动式磁流变阻尼器的结构设计模型,并建立了Bingham模型和修正的Bouc-wen模型的Simulink软件仿真,仿真结果验证了该装置结构设计的合理性,为其在力觉反馈系统中的应用提供了依据。

摘要：为提高空间站机械臂遥操作系统的精度和安全性,设计了一种基于混联式七自由度力反馈设备的虚拟人机交互系统。系统由力反馈设备、控制系统及虚拟场景构成,实现了三维平动自由度和三维转动自由度的机械解耦,并通过标定修正了存在误差的机械参数,可以对末端输出反馈力稳定控制。性能试验表明:系统可以在250 mm×250 mm×250 mm的空间内精确跟踪操作人员手部位置,位置精度达到0.6 mm;可提供最大15 N的力觉反馈;在虚拟夹物体试验中,有力反馈的人机交互系统比无力反馈系统的完成时间缩短了23%,损坏率降低了50%,提高了操作精度和夹取过程的安全性。

摘要：提出了一种主从式力反馈的遥微操作系统,目的在于实现微操作过程中的接触力反馈;对遥微操作系统进行了设计,搭建了包括操作主手,测控系统和微操作从手的试验平台。利用微夹持器和探针作为微操作从手的末端执行机构分别对金属轴和花粉颗粒进行微操作试验,实现了遥微操作中的力觉反馈。通过试验数据的测试和分析,获得操作试验中从手相对于手控器的时滞,为进一步完善力反馈遥微操作系统提供了依据。

摘要：借鉴电机驱动主从随动控制系统的研究方法,并根据液压系统的特殊性,对电液伺服遥操作主从机械人的力觉临场感进行分析。综合对称型双向伺服控制系统和力直接反馈型双向伺服控制系统的优点,以从端受力形成力反馈控制量的增益,位置误差和位置误差的变化率形成力反馈控制量,提出改进的对称型控制算法,即力-位置综合型双向伺服控制算法。实验结果验证了该方法的有效性和实用性。

摘要：为了解决空间机械臂在执行任务时,空间机械臂一但产生较大的碰撞力,就会使机械臂甚至是航天器发生损坏,普通操控器单一的基于位置反馈,并不能为操作者提供力觉反馈从而不能保证对机械臂操控的安全性的问题。设计具有力觉反馈的临场感操控手柄,通过空间机械臂末端力传感器提供末端力觉信息,控制驱动电机使该力觉操控手柄能够提供六个自由度的接触力反馈给操作者,极大提高操作者操作精度和安全性,在操作过程中该设计为操作者提供空间机械臂末端的真实触感,从而使操作者的操控具有临场感,能够更安全、精准的完成操控任务。在结构上为了能够实现六自由度完备力觉反馈,提出使用三自由度并联机械手,混合一个三自由度的串连机械手组合结构形式,用以实现机械臂末端六自由度力觉反馈。结果表明,所设计的力觉操控手柄具有机械位姿分离的特性,该力觉操作手柄能够在ϕ120 mm×120 mm空间内跟随空间机械臂末端曲线运动,并提供X,Y,Z三个方向的3 N力反馈触觉,以及相应方向上0.2 N·m的扭转力矩。