基于虚拟现实的空间机器人遥操作地面实验研究

以空间机器人在轨服务为背景,建立了基于虚拟现实的机器人臂/灵巧手遥操作地面实验系统,模拟了空间机器人遥操作的情形.系统主要包括虚拟环境建模、人-机交互接口设计、机器人运动学建模和时延模拟环节.利用该遥操作系统,在模拟的地面-空间大时延（约10 s）遥操作条件下,完成了销孔装配的典型空间装配任务.验证了在结构化环境中遥操作时,虚拟现实技术克服大时延影响的有效性.     

基于虚拟现实机器人灵巧手遥操作平台的设计

该文主要介绍了虚拟现实机器人灵巧手遥操作平台的设计思想，包括硬件的配置和软件模块的配置。该系统具有两个特点：一是通过鼠标和键盘直接控制虚拟手，使系统更加实用；二是建立灵巧手抓取物体前的评估机制，提高灵巧手的抓取成功率。     

基子虚拟现实机器人灵巧手遥操作平台的设计

该文主要介绍了虚拟现实机器人灵巧手遥操作平台的设计思想,包括硬件的配置和软件模块的配置.该系统具有两个特点一是通过鼠标和键盘直接控制虚拟手,使系统更加实用;二是建立灵巧手抓取物体前的评估机制,提高灵巧手的抓取成功率.     

基于虚拟现实的遥机器人控制系统仿真研究

虚拟现实技术的起源和发展得益于机器人技术,同时为机器人技术提供了强有力的技术手段,二者之间有相互协同优势。阐述基于虚拟现实的遥控机器人的技术原理、体系结构、开发平台与当前主流方法,介绍了本领域中已解决问题与待解决问题,该系统从远程机器人传回的主要是字符信息,可以大大提高传输效率,让反馈的信息由虚拟现实环境进行处理,能够有效地解决通信延迟的问题。同时,这种新型的机器人遥操作系统建立了系统的分层控制模型,增加了操作者的沉浸感,减少了程序员的工作量,丰富了想象力,提高了人机交互能力。     

基于WEB的机器人遥操作系统虚拟现实的Java 3D实现

基于WEB的机器人遥操作系统结合传统机器人控制技术及INTERNET技术，已成为机器人研究开发的一个热点之一。该文从一个全新的机器人控制角度，借助适用于Internet环境的跨平台的三维图形开发工具Java 3D进行三维建模，来实现虚拟现实的基于Web的机器人遥操作系统。     

基于Web的机器人遥操作及其运动仿真的研究

针对基于Web的机器人遥操作及运动仿真进行研究,提出了三层B/S结构模型,实现了以.Net分布式远程调用技术为网络基础的机器人远程控制,并结合VRML三维建模进行运动仿真,有效的提高了机器人遥操作的可靠性以及位置精确性,最终以三自由度机器人为例,验证了系统有效性。     

面向中大型铸造件的主从机器人系统及其遥操作加工方法

中大型铸造件合模线、浇冒口等残留特征具有尺寸随机、形貌随机、分布随机的特点,其安全高效高质量去除存在巨大挑战。对于此,提出以兼备高刚度和高灵活性的五自由度混联机器人为从动加工机器人、以具有力反馈信息的三平动并联机器人为主动操控机器人、以及基于主动和从动机器人的遥操作加工方法。首先,通过构造参数化、在线可调的禁止型虚拟夹具(Forbidden region virtual fixture,FRVF),解决了遥操作过程中由于抖动、通讯延迟等因素导致的过度加工问题。其次,建立了基于增量式位置跟随与人工势场法的遥操作控制模型,以便对主动和从动机器人进行约束与引导。最后,进行仿真分析与试验验证。结果表明,FRVF对空间复杂曲面的贴合度高,遥操作控制模型可确保加工区域不越过虚拟夹具表面,2.32 m×1.65 m×1.24 m灰铸铁铸造件残留特征的去除率达95%以上,一次加工后的表面粗糙度2.1μm,加工效率较人工方式提升了4倍。所提出的主从机器人系统及其遥操作加工方法,可有效实现中大型铸造件残留特征的高质量高效率去除加工,为其他中大型零部件高效加工提供新的解决思路。     

空间机器人图形仿真及基于遥操作的路径规划方法

提出了自由漂浮空间机器人的遥操作控制和自主规划控制的仿真系统结构 ,并建立了虚拟现实环境下的空间机器人图形仿真系统。对基于遥操作的路径规划方法进行了研究 ,并给出了仿真实例。     

网络机器人遥操作实现研究

通过将网络与机器人合成,设计了一个网络遥操作系统.该系统采用C/S体系结构.操作者在客户端通过观察图像和距离信息,操纵游戏杆控制远程的移动机器人完成基本的运动和避开障碍物的运动.实验验证了遥操作系统的可行性和合理性.     

空间机器人图形仿真及其于遥操作的路径规划方法

提出了自由漂浮空间机器人的遥操作控制和自主规划控制的仿真系统结构，并建立了虚拟现实环境下的空间机器人图形仿真系统。对基于遥操作的路径规划方法进行了研究，并给出了仿真实例。     

基于虚拟现实的组合夹具组装系统研究

针对计算机辅助组合夹具设计存在的问题,提出了一个基于虚拟现实的组合夹具组装系统。给出了系统的功能模型和体系结构,研究了组合夹具虚拟装配模型、虚拟环境下组合夹具元件的装配定位等关键技术和解决方案。提出了基于多视图的组合夹具虚拟装配模型,该模型便于信息表达和管理,符合虚拟环境的表达和组织原则,解决了元件重复使用问题。提出了基于模糊评判的几何约束自动识别方法,对待装配件与装配基准件的装配特征进行匹配和优化选择,实现装配操作意图的准确捕捉。应用实例表明,原型系统能够很好地支持组合夹具组装设计。     

Real-time mobile robot teleoperation via Internet based on predictive control

A remote control system that can control a mobile robot in real time via the internet is proposed. To compensate for the network delay and counteract its impact on the teleoperation system, a predictive control scheme based on the modified Smith predictor proposed is selected. To ensure the stability and transparency of the system, a dynamic model manager is designed based on the information exchange between the sensors at the master and slave sides. To precisely predict the time delay, a new timer synchronization algorithm is proposed. To decrease delay-jitter, a new data buffer scheme is performed. Force feedback and a virtual predictive display are introduced to enhance the real-time efficiency of teleoperation. The usefulness and effectiveness of the proposed method and system are proven by teleoperation experiments via the internet over a long distance. __________ Translated from Robot, 2007, 29(4): 305–312 [译自: 机器人]     

一种基于变权重的六足机器人共享遥操作控制

针对复杂地形环境下的六足机器人步行操作任务,提出一种兼顾机器人行走效率以及稳定裕度的协同调控策略。该策略以现有的速度-位姿协同遥操作构架为基础,融入了共享控制策略,改善系统的操作性和协调性。该方法通过引入优势因子作为主端操作者对机器人的速度层与位姿层操作子系统的控制权重,通过以稳定裕度为输入的模糊推理器求出优势因子,将优势因子引入主从端控制器,主端机器人通过产生触觉力引导操作者进行控制指令的迭代。通过Vortex半物理仿真平台和操作手柄搭建的实验平台对本方法进行验证,并与传统的协同操控方式对比。实验结果表明,通过本策略对六足机器人进行操作能够在保证稳定裕度的同时合理地对机器人速度与位姿进行调控。     

基于虚拟现实的叉车运动学仿真建模研究

从图形学的角度探讨虚拟远程操作系统中的叉车运动学仿真模型的建模方法。将叉车简化为具有确定相对运动关系的杆件，为每一杆件建立相应的附体坐标系数来描述其相对运动，推导了虚拟环境中各种坐标之间转换的齐次变换矩阵。     

虚拟现实技术的概况及应用

虚拟现实技术在最近几年发展迅速,其应用领域涉及到航空、军事和制造业等许多行业。本文介绍了虚拟现实技术的概念、特征与技术支持,讲述了虚拟制造技术的内容及应用,同时提出了建立虚拟研究开发中心的意义及重要性。并对虚拟技术在未来的发展进行了展望。     

基于遗传算法和虚拟现实的施工设备布置系统

为辅助设计人员解决施工设备布置问题,基于遗传算法、虚拟现实技术和三维模型处理技术,提出了类交互式遗传算法。该算法首先执行计算机自动迭代完成的自然阶段,在满足人工参与条件后进入虚拟现实环境,进行人工评价和人工指导变异。通过对比分析表明,该算法能在明显减少用户参与次数的前提下,取得优于交互式遗传算法的解。基于该算法,实现了施工设备布置系统原型,并设计了基于不同技术的不同模块间的数据交互机制。实际应用验证了系统的有效性。     

基于Pro/E软件的锥齿轮拟实造型研究

利用Pro/E软件进行锥齿轮的拟实造型和仿真装配,不但简便易行,而且效果突出,既可以将锥齿轮的结构细节表现无遗,又可以将锥齿轮的配合关系介绍清楚,从而使人们在计算机屏幕上就可以详尽了解锥齿轮的造型特点和啮合特性     

基于变波阻抗控制策略的六足机器人双边遥操作

针对变时延条件下六足机器人行进任务中的跟踪性较差问题,本文提出了一种基于波阻抗在线补偿策略的六足机器人双边遥操作控制方法。 该策略以四通道控制架构为基础,采用时延预估器对通信时延进行预估,并设计波阻抗在线调整规则,以此提高系统的跟踪性。 同时结合时域无源性控制方法,对通信环节与环境端潜在的有源性进行二次补偿,保证系统的绝对无源,利用 Llewellyn 准则设计主从端的控制律参数。 搭建基于 Vortex 半物理仿真实验平台与实物实验平台对本文所提出的方法进行验证。 实验结果表明变波阻抗控制结合时域无源性控制可以保证系统的无源性,相对于传统双边遥操作速度跟踪性提高了 84. 3% ,力波动范围降低了 84. 7% 。     

虚拟现实技术在汽车工业中的应用

介绍了虚拟现实技术在汽车设计开发、装配、实验及制造过程中的应用,阐述了在汽车业中采用虚拟现实技术的意义,并对虚拟样机软件做了简单介绍.     

基于力估计与切换控制的六足机器人三边遥操作

传统三边遥操作系统的力传感器对主从端交互力进行测量时局限性较大,且在共享权重切换时易导致系统不稳定,本 文设计基于力估计与权重切换控制的六足机器人三边遥操作控制架构。 针对系统各端口交互力信息缺失的问题,设计一种非 线性交互力估计器,实现对各端口间交互力的实时估计。 聚焦双操作者控制权重动态调整过整中的柔顺切换问题,本文基于共 享控制策略,设计权重因子自适应切换算法。 为保证所提出系统的稳定性及透明度,融合力估计器及权重切换算法,设计遥操 作系统的控制器。 通过力反馈设备分别和 Vortex 与 ElSpider 六足机器人搭建半物理仿真平台与实物实验平台,对本文提出控 制方法进行验证。 相对于传统三边遥操作,实验表明在平坦地形下速度跟踪性提高了 45. 12% ,力跟踪提高了 64. 71% ;在崎岖 地形下速度跟踪提高了 39. 02% ,力跟踪提高了 29. 41% 。