遥控机器人触觉显示器

操作遥控机器人时，希望将远方的触觉传感器的信息以触觉方式重现给操作者．这就需要触觉显示部件．本文介绍了触觉显示部件的原理，发展和分类，描述了人类的触觉生理机制，并对触觉显示部件在遥控机器人中的应用及发展前景作出评价     

机器人触觉临场感电触觉反馈技术研究

本文对机器人触觉临场感电触觉反馈技术进行了实验性研究。设计出了电触觉反馈装置和触觉反馈手套,结合我们已经研制出的指形触觉传感器和数据手套构成了遥操作机器人触觉临场感系统。联机实验结果表明,该触觉反馈装置能够给操作者提供有效的触觉反馈。     

人机交互界面的设计规范及实现

讨论了人机交互界面的设计规范，重点阐述了标准菜单的设计与实现。利用此规范方法设计的应用系统不仅自然美观，用户操作方便，而且通用性强。     

遥操作机器人手控器的研究进展

手控器是遥操作机器人的人机接口的关键设备之一,力/触觉反馈对遥操作机器人系统具有重要的意义,如何实现有效的力觉和触觉反馈是机器人手控器研制中的核心问题.本文对手控器结构进行分类,并对力/触觉反馈形式作一概括.     

基于眼动分析的触屏手机界面设计研究

触屏手机最主要的操作平台是用户界面。文蠢通过眼动实验,对视线跟踪技术参数进行分析,测试用户对于手机界面主题元素、图标、文本、导航工具的使用习惯和喜好。使触屏手机界面操作更便捷、更人性化。观察用户感兴趣的界面所具备的特征,结果表明,主题明确的界面、个性化的图标设计以及符合人机工学和满足人机交互功能的界面更受到用户的青睐。     

一种新型手臂力触觉反馈装置的设计与实现

力触觉是重要的非视觉信息来源之一,通过触觉向人类传递丰富的信息被广泛应用于各个领域。为解决基于振动的力触觉反馈中所存在的振动器与皮肤之间接触力不可调和重复穿戴时接触力不一致而影响振动感知的问题,提出了一种利用气囊来调节振动器与皮肤之间的接触力的方法,并以此设计了一种新型手臂力触觉反馈装置。为验证装置的有效性,设计了不同的振动强度识别实验。实验结果表明,对于参与实验的受试者,振动器与皮肤之间的接触力对振动强度的识别的影响是显著的,在气囊内外气压差为15 mbar时,振动强度的识别率最高,为76. 67%。     

机器人触觉临场感系统研究

本文设计研制的机器人触觉临场感系统能对现场的物体进行分类、识别．主要介绍其原理、 结构及联机实验结果．     

遥操作机器人手机器的研究进展

手控器是摇操作机器人的机接口的关键设备之一，力／触觉反馈对摇操作机器人系统具有重要的意义，如何实现有效的力觉和触觉反馈是机器人手控制器研制中的核心问题，本文对手控器结构进行分析，并对力／触觉反馈形式作一概括。     

斜坡触觉及射流触觉显示器技术研究

简要介绍了斜坡触觉原理,在此基础上阐述了基于水射流方法的触觉显示器技术原理,建立了反映射流压力与触觉感受量之间关系的触觉模型,并对指端弧面对射流触觉的影响进行了分析计算,通过模型分析认为射流作用下指端的触觉感受量是一个相对稳定的量,因此拥有较宽的动态范围。参考振动触觉语言给出了射流触觉的触觉语言,并讨论了射流触觉的显示内容和技术手段等应用层面上的问题。     

Finding the Latent Semantics of Haptic Interaction Research: A Systematic Literature Review of Haptic Interaction Using Content Analysis and Network Analysis

As interest in multimodal and tangible interfaces is increasing in the field of human–robot interaction and virtual reality, haptics has been researched across areas such as engineering, computer science, psychology, and neuroscience. The main objective of the study was to construct a comprehensive review of the current haptic‐related literature based on quantitative data derived from content analysis and network analysis. Using the results of content analysis and network analysis of 6,000 research articles on haptic interaction, the haptic‐related literature was classified into two categories: 1) studies on technologies providing haptic stimuli and 2) studies on the human perception of haptic stimuli. Emotions in haptic feedback and haptic perception characteristics of various body sites were identified as potential research topics for further investigation. Greater research effort on understanding human haptic sensation and perception using the proposed systematic approach could accelerate the development of haptic interaction technology.     

一种新的虚拟纹理触觉再现方法及其装置实现

根据人的触觉是动态触觉的原理,提出了一种新的纹理触觉再现方法及其实现装置,该装置能在使用者手指端部产生类似于纹理感觉的触觉信息.它的主要组成部分是铝合金制成的圆筒,上面分布着大小不同的凹孔和凸点,通过伺服电机带动它旋转.手指在匀速旋转的圆筒上来回滑动并触摸上面的凹孔与凸点,能有明显的触觉感受,而且不同的旋转速度将会带来不同的触觉效果.通过对该实验装置进行大量实验,统计归纳出实验者在各种情况下所获得的触觉感受,证实该装置在模拟纹理触觉方面确有成效,对纹理触觉的发展起到一定的促进作用.     

小型化柔性触觉再现装置

提出了一种小型化的具有实时触觉反馈作用的人机接口装置的设计方法,以控制弹性梁的有效变形长度为核心,保证了触觉再现的实时性和准确性,从而可以在操作者指端大范围再现虚拟对象或远程对象的刚度。介绍了该小型化人机触觉再现接口装置的硬件设计和软件设计。该实时触觉再现接口具有尺寸小、刚度再现范围大,可方便与鼠标相结合等特点,可广泛应用于遥操作机器人和虚拟现实领域。     

Haptic applications for molecular structure manipulation

We describe the application of haptic technology to enhance the information available in chemical systems, specifically related to computational drug design. These methods are designed to build upon the visual information presented by molecular viewers and add the sensation of touch, or force feedback. The addition of sensory input can aid in the analysis of molecular structures and the understanding of intermolecular interactions by delivering chemically relevant forces to the end user.     

用于实时柔性触觉再现的平行菱形链连接模型

精度高且实时性好的柔性触觉变形模型是实现触觉再现系统的关键。提出了一种新的基于物理意义的平行菱形链连接触觉变形模型,系统中各个链结构单元相对位移的叠加对外等效为物体表面的变形,与之相连的弹簧弹性力的合力等效为物体表面的接触力。使用Delta 6-DOF手控器,建立了触觉再现实验系统,对柔性体的接触变形和实时虚拟触觉反馈进行仿真, 实验结果表明所提出的模型不仅计算简单,而且能够保证触觉接触力和形变计算具有较高精度,满足虚拟现实系统对精细作业和实时性的要求。     

一种虚拟手术二维力觉交互装置的力学模型

对力交互装置在虚拟手术巾有着广泛的应用,作为基础研究,提出一种二维力觉交互装置的反馈力模型,通过模拟虚拟器械与肌肉组织和骨骼碰撞时的受力情况,验证模型的合理性。首先,根据人体组织的生物力学性能,参照Kamopp模型和胡克定律提出了系统的反馈力模型;然后针对系统的性能指标,通过对肌肉和骨骼两种组织的碰撞实验,验证了设备在虚拟手术过程中反馈力实现效果。仿真结果显示,反馈力方法能较准确地仿真力的变化,准确地感知骨骼的位置,对于虚拟手术系统的实用性具有重要意义。     

Haptic feedback and control of a flexible surgical endoscopic robot

A flexible endoscope could reach the potential surgical site via a single small incision on the patient or even through natural orifices, making it a very promising platform for surgical procedures. However, endoscopic surgery has strict spatial constraints on both tool-channel size and surgical site volume. It is therefore very challenging to deploy and control dexterous robotic instruments to conduct surgical procedures endoscopically. Pioneering endoscopic surgical robots have already been introduced, but the performance is limited by the flexible neck of the robot that passes through the endoscope tool channel. In this article we present a series of new developments to improve the performance of the robot: a force transmission model to address flexibility, elongation study for precise position control, and tissue property modeling for haptic feedback. Validation experiment results are presented for each sector. An integrated control architecture of the robot system is given in the end.     

听觉显示研究与应用

听觉显示是应用声音表示信息,通过听觉来显示和传递信息.本文首先介绍了听觉显示的研究背景,回顾了听觉显示的研究历史和国内外的研究现状,指出了听觉显示方面主要的研究领域;其次通过对听觉显示用户界面研究及可听化研究的分析,对当前听觉显示研究的发展进行了总结;最后对听觉显示及其应用研究前景提出了一些展望,旨在为今后的研究和应用提供一点思路.     

基于磁流变液的力/触觉再现系统研究进展

力/触觉再现技术是当前新兴的研究领域.介绍了最近10年来基于磁流变液的力/触觉再现系统的国内外研究进展情况.总结了基于磁流变液的力/触觉再现技术的研究内容,包括执行装置的结构设计、模型研究以及再现系统控制研究,讨论了基于磁流变液的力/触觉再现系统开发过程中的关键技术.如提高便携式触觉接口中执行装置的力矩/重量比.减小静态力、克服被动系统力/触觉表达局限性,指出了今后发展的趋势.阐述了基于磁流变液的力/触觉再现系统的优势,并展望了其应用前景.