基于多自由度機(jī)械臂的臨場(chǎng)感遙操作技術(shù)研究.pdf

1、由于應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜多變目前機(jī)器人智能化程度還不能完全實(shí)現(xiàn)自主完成復(fù)雜的作用任務(wù)。本文圍繞遙感操作主從機(jī)器人在未知非結(jié)構(gòu)環(huán)境中從端機(jī)械臂精確跟隨、主端操作者對(duì)從端環(huán)境感知等問題提出了基于圖像虛擬力覺的多自由度主從機(jī)械臂力覺臨場(chǎng)遙感操作技術(shù)的研究。
　　在遙操作主從機(jī)器人控制過程中，主端操作者主要依靠從端傳輸?shù)膱D像、力、位置等信息操作從端機(jī)械臂完成作業(yè)任務(wù)。由于從端機(jī)械臂處在遠(yuǎn)端，操作者距離從端機(jī)械臂距離較遠(yuǎn)，無法實(shí)際感受從端機(jī)械臂相對(duì)

2、于環(huán)境的真實(shí)位姿，無法精確得知從端機(jī)器人與作業(yè)對(duì)象之間的位置關(guān)系，從端機(jī)器人任務(wù)完成的程度高度依賴操作者的熟練程度，導(dǎo)致主從控制系統(tǒng)實(shí)際操作效率低下。同時(shí)在遙操作主從控制中廣泛使用的虛擬夾具、虛擬管道主要針對(duì)具體環(huán)境使用軟件建模，通常需要對(duì)任務(wù)空間進(jìn)行預(yù)先掃描與采樣，建立環(huán)境模型后再構(gòu)建相應(yīng)的虛擬夾具、虛擬管道。預(yù)建模無法精確應(yīng)對(duì)復(fù)雜、非結(jié)構(gòu)、易變化的環(huán)境。
　　針對(duì)上述問題，本文通過對(duì)從端環(huán)境點(diǎn)云信息進(jìn)行聚類分析，建立點(diǎn)云模型，

3、采用人工勢(shì)場(chǎng)法建立人工勢(shì)場(chǎng)，形成基于目標(biāo)及障礙物的虛擬引力和虛擬斥力。通過構(gòu)建穩(wěn)定的主端力覺臨場(chǎng)感系統(tǒng)，在從端機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過程中主端操作者借助力反饋設(shè)備能夠充分的感受從端環(huán)境虛擬引力/斥力，實(shí)現(xiàn)了對(duì)操作者的力覺輔助，在力覺引導(dǎo)過程中操作人員能夠快速接近作業(yè)對(duì)象、避開障礙物。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中將主端操作者的思維決策的準(zhǔn)確性、高效性同機(jī)械臂的控制策略相結(jié)合，提高機(jī)器人的作業(yè)效率，減小操作的操作壓力，降低了對(duì)操作者熟練程度的要求，實(shí)現(xiàn)了人-機(jī)交互