基于多自由度機械臂的臨場感遙操作技術(shù)研究.pdf

1、由于應(yīng)用環(huán)境復雜多變目前機器人智能化程度還不能完全實現(xiàn)自主完成復雜的作用任務(wù)。本文圍繞遙感操作主從機器人在未知非結(jié)構(gòu)環(huán)境中從端機械臂精確跟隨、主端操作者對從端環(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械臂力覺臨場遙感操作技術(shù)的研究。
　　在遙操作主從機器人控制過程中，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械臂完成作業(yè)任務(wù)。由于從端機械臂處在遠端，操作者距離從端機械臂距離較遠，無法實際感受從端機械臂相對

2、于環(huán)境的真實位姿，無法精確得知從端機器人與作業(yè)對象之間的位置關(guān)系，從端機器人任務(wù)完成的程度高度依賴操作者的熟練程度，導致主從控制系統(tǒng)實際操作效率低下。同時在遙操作主從控制中廣泛使用的虛擬夾具、虛擬管道主要針對具體環(huán)境使用軟件建模，通常需要對任務(wù)空間進行預(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)對復雜、非結(jié)構(gòu)、易變化的環(huán)境。
　　針對上述問題，本文通過對從端環(huán)境點云信息進行聚類分析，建立點云模型，

3、采用人工勢場法建立人工勢場，形成基于目標及障礙物的虛擬引力和虛擬斥力。通過構(gòu)建穩(wěn)定的主端力覺臨場感系統(tǒng)，在從端機械臂運動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，實現(xiàn)了對操作者的力覺輔助，在力覺引導過程中操作人員能夠快速接近作業(yè)對象、避開障礙物。系統(tǒng)在設(shè)計過程中將主端操作者的思維決策的準確性、高效性同機械臂的控制策略相結(jié)合，提高機器人的作業(yè)效率，減小操作的操作壓力，降低了對操作者熟練程度的要求，實現(xiàn)了人-機交互