基于力/触觉反馈的虚拟血管介入手术系统

设计了一种新颖的基于力/触觉反馈的虚拟血管介入手术系统.该系统以通用型力/触觉交互设备—Novint Falcon 力/触觉再现装置为核心,能够完成虚拟血管手术环境中的力/触觉反馈.详细介绍了系统的硬件环境参数,并设计了基于3DS MAX的建模与CHAI 3D的仿真软件系统.仿真实验结果表明:基于力/触觉反馈的虚拟血管...     

机器人触觉传感器柔性动态系统模型的建立

本文就仿生型多功能触觉传感器－人工皮肤（Artificial skin)从理论上进行了深入的研究，进一步揭示了用PVF2作敏感材料模拟“人工皮肤”的可行性。介绍了这种人工皮肤进行模式识别的方法，建立了压觉感受器的数学模型，并提出一种能感受冷、热变化及对象物的硬度、光滑度的方案，并论证了方案的可行性。此外，就这一柔性系统的结构，在总结分析以前文献的基础上，提出了新的假设。     

基于力反馈导纳控制的踝关节柔性外骨骼

针对踝关节康复训练的需求,分析踝关节的运动机理,运用模块化驱动单元与鲍登线,设计轻量化、易穿戴的柔性踝关节外骨骼机器人,实现踝关节跖屈/背屈、内/外翻的运动辅助.柔性外骨骼在背屈和跖屈阶段分别采用位置控制和力矩控制.位置控制以传统PID为主;力矩控制以力为反馈信号,建立交互力差值与鲍登线内芯位移补偿之间的导纳模型.通过Sigmoid变形函数实现导纳参数的动态调控,满足辅助力矩输出和人机交互柔顺性的需求.实验结果表明,位置跟踪误差不超过0.46 cm,力输出误差为-1.5～1.5 N,能够满足人体康复训练的需求.     

柔性杆件系统虚拟样机设计及其动力学仿真分析

针对杆件设计轻型化和杆件运动高速化发展,杆件系统中轻质杆件的柔性显著增加,在ADAMS环境中设计柔性杆件系统虚拟样机,并进行其动力学仿真分析.算例结果表明,杆件柔性对系统运动精度和寿命产生了重要影响,在杆件系统设计时应予以考虑这种影响,提高设计精度.     

力反馈技术在虚拟装配中的应用研究

在虚拟装配中,力反馈技术有着广泛应用前景和迫切的现实需求,但目前存在普通触觉渲染引擎不适用于虚拟装配,专业设备价格高昂等问题。该文提出了一种在普通三维引擎的基础上,将力反馈技术运用于虚拟装配的方法。首先,设计了具有力反馈功能的虚拟装配程序的基本框架。其次,在现有触觉渲染引擎的基础上,针对虚拟装配的特点,以God—Object算法和Force—Shading算法为基础,设计并实现了符合虚拟装配要求的触觉渲染模块。结果表明力反馈技术能有效提高虚拟装配的效率。     

柔性机器人协调操作的力可操作性研究

研究了柔性机器人协调操作的力可操作性(当机器人各关节驱动能力一定时,机器人向外界施加力的能力).在柔性机器人有限元模型基础上,通过分析各驱动关节平衡力矩、夹持广义力、关节校正输入量及被操作负载广义弹性位移之间的关系,利用附加不等式约束的方法,得出柔性机器人阶调操作系统在满足给定驱动性能时广义操作力矢端的外边界,随后给出了仿真算例.     

虚拟校园漫游系统的实现

为了弥补一般虚拟校园漫游系统的不足,采用可见性预处理技术提高场景绘制速度,利用Java与VRML交互技术增强用户与虚拟场景的交互性。研究了上述2种关键技术,讨论了系统实现中的一些问题。在此基础上开发了北京工业大学校园漫游系统,该系统在绘制速度、真实感、稳定性和易用性等方面取得了很好的折衷。     

虚实映射视触觉感知在虚拟电气设备测试仪校准中的应用

提出了一种虚实映射视触觉感知的方法,该方法以定位基站坐标定位的真实世界模拟设备各操作元件坐标以及状态检测电路为基础,将得到的真实空间设备操作元件的坐标通过空间变换得到虚拟世界坐标和操作元件状态信息,将其映射至虚拟世界虚拟设备并显示,实现了在真实世界操作设备(触觉感知)在虚拟世界虚拟设备显示操作的结果或状态(视觉感知)....     

物流系统柔性能力研究现状与展望

随着经济发展和环境不确定性程度的增加，柔性成为物流系统必备的能力。首先从概念、类型和度量方法等方面回顾了柔性的一般性研究成果，然后介绍了与物流系统柔性能力研究相关的研究内容，提出了物流系统柔性能力研究的基本框架，分析了物流系统不确定性类型，指出了物流系统柔性能力实现的3个层面和柔性服务能力的2种外在体现。     

柔性视觉检测系统及其相关技术研究

介绍了柔性视觉检测系统的基本结构 ,提出了通过被检测对象的CAD设计数据作为先验信息建立视觉检测模型、基于最优化思想进行视觉检测过程规划等技术方法 ,这些方法是实现柔性视觉检测的技术基础     

静电场力磁场力的虚位移解法

给出了一种导体和电介质受电场力、载流回路或磁介质受磁场力的计算方法，并从理论和实例两方面进行了分析证明。     

基于适应性虚拟向导的遥操作机器人系统

为了克服遥操作系统中网络时延的影响,采用Java3D技术建立一种基于虚拟向导的遥操作机器人虚拟环境.针对机器人执行任务时自由空间及障碍物的不同,提出了自动、半自动及手动三种控制模式,并建立了“手爪导向球”、“路径点导向向导”、“同步影像向导”多种适应性虚拟向导,辅助操作者引导手爪运动,从而提高了系统的操作效率及安全性.通过对典型操作实例的分析,验证了该方法的有效性.     

水利系统中虚拟现实技术的发展

结合当前我国水利事业的发展概况 ,介绍了虚拟现实技术的概念 ,较为深入地分析了它的技术特征 (沉浸感 )及其组成要素 .并根据虚拟现实技术在水利工程中的应用 ,讨论了在水利系统中虚拟现实技术未来的发展方向 .     

煤矿虚拟现实系统中人机交互功能的研究与实现

通过三维虚拟仿真技术实现了具有GIS相关功能的煤矿井人机交互虚拟现实系统。提出针对煤矿巷道的三维漫游方式的设计方法,在此基础上,研究了巷道属性信息的交互查询、空间坐标查询、坡度量算、空间两点间及多点间的距离计算、巷道中最短路径的查询等GIS相关功能。GIS功能模块的开发方法,对虚拟现实技术在煤矿行业中的应用做了进一步拓展。     

基于虚拟现实的扫描探针显微镜仿真培训系统

阐述了虚拟现技术的概念和相关知识，提出了基于虚拟现实的发描探针显微镜仿真培训系统的总体设计思想和功能模块划分．在系统开发时，由于Java 3D三维造型功能类中仅包含标准几何形体的问题，提出了解决复杂曲面造型的方法．经试验，该系统效果较好．     

基于人手指力学特性的虚拟手接触力生成

为了增强虚拟手交互的真实性和沉浸感,提出了一种考虑人手指力学特性的虚拟手接触力生成方法.通过分析虚拟环境中几种重要的接触力生成算法,结合人手的感知特性,构建了人手指接触力测量平台,研究了手指接触力和接触面积之间的关系,提炼出以接触面积为变量的指尖接触力的力学模型.仿生手的生理组织构造,分层建立虚拟手指的几何模型和运动模型,提出了虚拟手指接触面积的求解算法.实验结果表明,采用该虚拟手交互接触力生成算法,当虚拟手指触摸虚拟物体时,用户可感受到逼真的接触力觉.     

虚拟手术模拟系统中包围盒碰撞检测技术及应用研究

碰撞检测模块是虚拟内窥镜系统的重要组成部分。根据变形物体的碰撞检测要求及连续切割过程对网格结构的影响,提出了碰撞检测的层次包围盒结构修正方法。该方法针对网格中的单元剖分和网格优化的过程中网格单元变化采用子树替换、位置提升方法进行修正,可满足连续切割中正确碰撞检测和精确碰撞的要求.     

基于虚拟现实的数字化校园漫游系统设计

作为数字城市建设的一部分,数字化校园虚拟漫游系统是数字化校园建设计划的核心平台.以桂林电子科技大学金鸡岭校区为原型,运用三维仿真技术建立了基于3DS MAX的虚拟校园三维模型.采用VR-Platform开发平台与SQL server后台数据库连接、虚拟建筑与实景拍摄相结合的方法,设计实时三维虚拟校园漫游系统并实现了自主...