線繩-框架式力反饋裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、力覺反饋是構(gòu)建虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)重要的感官信息交互方式,在遙距操作、醫(yī)療手術(shù)、康復(fù)訓(xùn)練、教育培訓(xùn)、信息可視化以及娛樂等諸多方面展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。本文基于線繩-框架式結(jié)構(gòu),研究和設(shè)計(jì)了一套力反饋裝置。該裝置通過8根線繩并聯(lián)驅(qū)動(dòng),能實(shí)現(xiàn)人與虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)環(huán)境的6自由度力覺交互。
　　提出線繩-框架式力反饋裝置的總體方案和結(jié)構(gòu),據(jù)此推導(dǎo)了已知8根線繩長度條件下求解末端執(zhí)行器位姿的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,提出一種在已知末端作用力條件下線繩牽引力分

2、配的規(guī)劃方法。
　　根據(jù)人手關(guān)節(jié)輸出/承受力的作用的生物力學(xué)特點(diǎn),對線繩長度、線繩牽引力的傳感方法及元件,以及驅(qū)動(dòng)單元類型進(jìn)行計(jì)算和選型,設(shè)計(jì)了傳感器、驅(qū)動(dòng)單元布置方案,完成力反饋裝置的機(jī)構(gòu)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　確定力反饋控制系統(tǒng)的上位機(jī)-下位機(jī)硬件實(shí)現(xiàn)方案?；贏Tmega64單片機(jī),搭建嵌入式控制系統(tǒng),完成位置/力信號讀取、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、上下位機(jī)通信等外圍電路設(shè)計(jì)。利用OpenGL圖形庫在上位機(jī)上搭建虛擬環(huán)境。采用虛擬墻實(shí)驗(yàn),驗(yàn)