新型氣動(dòng)力反饋數(shù)據(jù)手套的設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)是利用計(jì)算機(jī)模擬建立的三維空間的虛擬場(chǎng)景，結(jié)合外圍人機(jī)交互設(shè)各，給予操作者視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、力覺(jué)和觸覺(jué)等各個(gè)感官的模擬，使操作者如同身臨其境，可以如同現(xiàn)實(shí)一樣去感知三維空間的事物及其特性。虛擬現(xiàn)實(shí)的三大特性是：沉浸感、交互性和構(gòu)想性。人實(shí)際認(rèn)識(shí)事物很大程度上是通過(guò)人手來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此研究人手與虛擬場(chǎng)景的交互操作是非常重要的，為了增強(qiáng)人手與虛擬場(chǎng)景的沉浸感和交互性，操作者借助的外圍接口設(shè)各顯得很關(guān)鍵。
　　 本文研究的重點(diǎn)就是在對(duì)

2、現(xiàn)有力反饋數(shù)據(jù)手套進(jìn)行研究和分析的基礎(chǔ)之上，研制了一種基于低摩擦氣缸為驅(qū)動(dòng)器的新型力反饋數(shù)據(jù)手套，設(shè)計(jì)的力反饋數(shù)據(jù)手套樣機(jī)具有輸出力大、摩擦力小和重量輕等特點(diǎn)，并且能夠較好地實(shí)現(xiàn)力反饋數(shù)據(jù)手套關(guān)節(jié)角度測(cè)量和反饋力輸出這兩大通用功能。
　　 首先，以人手骨骼模型為出發(fā)點(diǎn)，分析人手的運(yùn)動(dòng)特性，建立了人手運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖模型。探討了力反饋數(shù)據(jù)手套控制的對(duì)象——虛擬手模型的建立方法、碰撞檢測(cè)算法、抓取技術(shù)和虛擬力計(jì)算。
　　 其次，通過(guò)

3、選用低摩擦氣缸作為驅(qū)動(dòng)器和相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，研制了一種新型力反饋數(shù)據(jù)手套。通過(guò)研究角度傳感器和位移傳感器的原理，設(shè)計(jì)了人手-手套整體的姿態(tài)間接測(cè)量方法。
　　 然后，針對(duì)所設(shè)計(jì)的力反饋數(shù)據(jù)手套進(jìn)行量化分析。建立了人手-手套整體的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，得到井求解其運(yùn)動(dòng)學(xué)方程組，以實(shí)現(xiàn)位姿反饋。設(shè)計(jì)了氣動(dòng)回路，得到力反饋的控制模型。同時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)的力反饋數(shù)據(jù)手套的性能參數(shù)：重量、摩擦力和運(yùn)動(dòng)范圍進(jìn)行了評(píng)估和計(jì)算。
　　 最后，針對(duì)設(shè)計(jì)