虚拟油泥造型技术中的实时力反馈仿真研究

将力反馈技术引入虚拟油泥造型过程。通过分析刮削、填补和刮补过程中不同的力觉行为,分别提出了刮削、填补和刮补过程的力反馈仿真模型。通过计算材料的实时刮削量、填补量得到单位时间内材料刮削率和填补率;根据材料属性,分别引入刮削力反馈因子、填补力反馈因子来计算反馈力;最后根据刮削和填补的反馈力得出刮补的反馈力,通过反馈力实现虚拟油泥造型控制。将该方法应用到基于力反馈技术的虚拟油泥造型系统中,通过使用Phantom Desktop力反馈设备成功实现了具有力觉反馈的虚拟油泥造型。仿真结果表明:该方法降低了油泥造型控制难度,增强了造型过程的真实感。     

主从式焊接机器人力觉临场感技术

以ＰＵＭＡ５６２作为焊接机器人建立了具有力觉临场感的主从焊接试验，利用从机器人焊炬前面安装探针与焊缝接触形成的力感觉由主机器人反馈到操纵者，使操纵者借助于监视设备和力觉临场感来实现远距离遥控焊接。试验表明：在主从焊接系统中采用于腕力传感器的双向力控制技术可以得好解决操纵者因电视监视设备受燃弧影响视觉的问题，使主从焊接系统在遥操作时有了“手感”以进一步提高焊缝跟踪的准确度。     

基于MRF的遥操作机器人触觉反馈装置设计与仿真

力反馈或触觉反馈在人与环境交互中是一种十分重要的感知形式,能够给予感觉器官真实的反馈信息,使得操作者能够及时调整操作方向或操作力大小。在医疗、工业、微操作等领域,力反馈或触觉反馈具有广泛的应用前景。设计一种基于磁流变液（MRF）的遥操作机器人主端触觉反馈装置。该装置可应用在远程微装配、微操作等领域,能够给予遥操作者真实的触觉反馈,实现临场操作感,提高操作安全性。此外,该装置能够解决磁流变液阻尼器的漏液问题,减小操作杆与磁流变液容器外壳之间所产生的摩擦力的影响。针对研究时间最长、应用最广的阻尼器Bingham模型,搭建Simulink 力学仿真模型并对该机器人主端触觉反馈装置所能提供的感知力进行仿真分析。结果表明：所设计的机器人主端触觉反馈装置可为操作者提供一个易于感知的触觉力,验证了该研究中遥操作机器人主端触觉反馈装置设计方案的可行性。     

基于神经网络的遥操作工程机器人力觉反馈技术

提出基于神经网络模型的摇操作主从式工程机器人的力觉反馈技术原理。首先根据机器人从动手机构的空载动力学特性,离线建立了空载神经网络模型,然后依此模型在线辨识空载驱动力以间接提取负载力。该方法可提高力觉反馈的准确性和同步精度,实验结果验证了其有效性。     

遥操作机器人力反馈双向伺服控制策略研究

针对并行机构的力反馈双向液压伺服控制中所存在的反馈力冲击大及位置跟随差的问题,提出一种以主、从手之间的力信号作为从动端控制信号,位置信号形成主手控制量的新型力觉反馈控制算法。应用阀控液压缸和力传感器构成液压力伺服控制器,构建力反馈双向伺服控制试验系统。在空载、抓轮胎和抓石块3种负载情况下,分别进行了力、位置跟随性能实验。实验结果表明:该力反馈控制方法既能保证从手对主手的位置跟随精度,又能使主手准确连续地跟随从手受力情况,明显改善了主-从控制系统的操纵性能,操作者能够获得真实的力觉临场感,提高了力反馈透明性。     

机器人遥控焊接力觉传感与控制进展

为了完成遥控焊接过程涉及的非结构化环境接触任务,机器人遥控焊接系统需要具有力觉传感与控制功能.通过对机器人力控制理论和工业机器人集成力控制策略研究的综述,结合遥控焊接非结构化环境接触任务中存在的主要问题,提出了适合遥控焊接任务特点的力控制策略,并从双向力反馈遥操作、接触力控制以及力觉精确建模三个方面分析了力觉传感与控制技术在机器人遥控焊接领域中的应用,最后探讨了机器人遥控焊接力觉传感与控制研究的发展趋势.     

基于力觉反馈的电液伺服系统设计

借鉴电机驱动主从随动控制系统的研究方法,并根据液压系统的特殊性,对电液伺服遥操作主从机械人的力觉临场感进行分析。综合对称型双向伺服控制系统和力直接反馈型双向伺服控制系统的优点,以从端受力形成力反馈控制量的增益,位置误差和位置误差的变化率形成力反馈控制量,提出改进的对称型控制算法,即力-位置综合型双向伺服控制算法。实验结果验证了该方法的有效性和实用性。     

柔性腕试验台的力觉信号采集与力控制

文章针对柔性腕试验台，根据被测指标及精度要求，采用数字运动控制器、传感器及IPC等硬件设备，利用多媒体定时器和多线程技术，开发了力觉信号采集与力控制等软件模块，实现了对试验台的力／位混合控制，提高了加载过程平稳性。     

基于力觉遥控焊接遥示教焊缝辨识技术

在遥控焊接遥示教过程中,基于视觉焊缝空间示教点辨识精度低,无法满足遥示教要求,为此将力觉技术引入焊缝示教点标定中,设计了基于力觉遥控焊接遥示教焊缝辨识系统,主要包括焊缝辨识信号采集系统,软件处理系统,焊缝辨识受力模型和辨识过程算法等.通过焊缝辨识过程算法,判断六维力各力状态是否有突变,根据突变判断探针在坡口中实际位置区域,进一步根据六维力大小确定焊缝具体示教点,试验表明,该方法增加遥示教焊缝辨识速度,提高遥控示教精度和效率.     

遥控焊接机器人工具转换接口的对接试验

针对极限环境下的设备维修任务,遥控焊接机器人不仅需要完成焊接操作,还需要完成焊前准备和焊后处理.通过工具转换接口可以使遥控焊接机器人连接各种作业工具,提高了其通用性,但是增加了操作复杂性.因此,验证遥控焊接机器人工具转换接口对接操作的可行性是保障其实际应用的重点.利用视频反馈、力觉反馈、操纵杆和人机交互界面等组成遥操作试验环境.根据反馈信息,通过手动遥操作,利用遥示教的方式完成了遥控焊接机器人工具转换接口的对接试验,分别记录遥操作时间和对接过程中力和力矩的变化.结果表明,工具转换接口可以完成遥控焊接机器人的对接任务.