磁流变液装置及其在力反馈数据手套中的应用

在传统数据手套的基础上,利用磁流变液这种智能材料的力学性能,设计了一种带力反馈功能的新型数据手套。该新型力再现数据手套的核心部件是其硬度可控装置。文中对硬度可控装置的原理、结构和控制电路等进行了详细的阐述。在机器人遥控操作中,利用这种新型数据手套结合图形仿真,操作者能够在本地虚拟环境中,充分掌握远地机器人与真实环境之间相互作用的关系,实现良好的力觉临场感。     

基于数据手套的力觉再现装置的设计􀀂

以 Cyber Glove 数据手套为对象,通过一组特殊的机械结构、微电机及控制电路,使其具有力觉再现功能.在遥操作中,利用这种数据手套,结合图形仿真,操作者能够在本地虚拟环境中,充分掌握远地机器人与真实环境相互关系,实现良好的力觉临场感.     

气动力反馈数据手套设计与验证

针对目前面向大型复杂机电产品的虚拟装配环境中力反馈装置所能提供的触觉力偏小的问题,提出一种基于微型低摩擦气缸的内置式力反馈数据手套.首先介绍了手套结构及其工作原理;然后搭建了实验系统,基于牛顿迭代法进行运动学方程组求解,验证了手套的角度测量和力反馈功能;最后开发了手套的人机交互控制系统,采用D-H理论来描述虚拟手的空间位置,基于虚拟墙的弹簧-质点模型计算虚拟力.实验结果表明,所设计的数据手套可实现大触觉力的反馈,满足虚拟装配系统虚拟抓取的需求.     

一种被动力反馈阻尼器及其模型研究

根据力觉反馈的需要,设计了一种基于磁流变液的阻尼器,并建立了模型。介绍了磁流变液阻尼器的设计方法,该阻尼器由上、下盖组成密闭的壳体,转子通过轴设置于壳体内,壳体内充满磁流变液,在磁场作用下磁流变液屈服应力产生变化,转子相对于壳体转动时阻尼力连续快速变化,分析了阻尼器阻尼力构成及其可控性,运用较为简化的方法建立了阻尼器的逆动态模型,利用研制的阻尼器原型设计了实验系统并进行了挤压柔顺性物体和碰撞刚体力反馈实验,实验中阻尼器能够实现大范围的力觉反馈,因此表明设计方法有效、模型正确。     

面向灵巧手的三指五自由度数据手套BHG-1设计及实验研究

遥操作方法是用于控制具有通讯大延迟系统的一种方法，数据手套是其中的重要设备 ．本文介绍了北航机器人研究所建立的遥操作臂手集成系统及面向三指灵巧手的数据手套的 设计、实验研究．     

一种面向遥操作的新型数据手套研制

本文主要介绍了自制的BHG-Ⅱ型数据手套的设计、原理和实验,给出了该数据手套 的性能、优缺点和实验数据,并借助图形仿真模型验证了利用数据手套在虚拟环境下进行人 机交互的可行性,最后通过数据手套对灵巧手控制实验说明了其在遥操作领域应用的有效性 ．     

数据手套的研究现状

本文就最新的人机交互工具－数据手套在实现原理与应用方面的研究现状进行了综述。文中还就其与虚拟现实的关系进行了讨论。评述认为，基于手套式的测量结构可能影响人手运动姿态的自然特征；人手软组织的存在，也将对其在测量的精度与反演计算的复杂度方面构成影响；此外，力感觉反馈问题亦有待于深入研究。     

虚拟场景中基于数据手套的交互方法

为了提高操作训练仿真系统的真实性、沉浸感，提高交互的质量和效率，将数据手套引入该系统。针对该输入设备，对其使用方法、数据读取以及交互方法进行了研究。利用Creator软件建立虚拟场景和虚拟手模型，在VC 和Vega集成开发环境中编程实现虚拟场景中基于数据手套的交互。     

基于数据手套的人机交互环境设计

在对于手结构和手关节运动深入分析的基础上,建立了基于约束的,以关节为节点的“父,子物体”链接的虚拟手模型,绘制了虚拟手。通过对数据手套及接口的分析与设计,根据手运动类型的约束条件及图形变换原理,实现了基于数据手套的手势合成,碰撞检测和碰撞处理的三维交互操作环境,在该虚拟环境中,虚拟手可以进行飞行,抓骤,释放物体等各类运动与操作。     

空间遥操作机器人力反馈实验系统的研究与实现

本文讨论了在空间遥操作机器人系统中实现力反馈的基本结构及控制方案,并 基于虚功原理给出了实现手控器腕关节力反馈的具体算法．     

基于外骨骼的数据手套设计及控制研究

针对可穿戴式外骨骼机器人上的装备控制,设计了一种基于外骨骼的数据手套,该外骨骼数据手套的功能为通过手势变换输入信号控制外骨骼上的装备运作。外骨骼数据手套的控制方法为通过不同手指组合绷直带动外骨骼骨架触碰到不同的开关,使单片机采集到不同的信号来调用所需功能。这种控制方式相比于对比手势模型类型的数据手套,控制较简单、成本更低廉。同时,利用解剖学对输入指令的手指进行筛选来选出灵活度较高的手指,通过机器人学D-H法对手指机械骨架进行运动学正解分析,并使用ADAMS软件做运动学仿真帮助尺寸设计。最后基于SoildWorks软件对外骨骼数据手套进行了建模以及实物实验,验证了所提出的控制方式的正确性与合理性。     

一种基于电流变液体的力反馈装置

针对虚拟现实和遥操作机器人技术的需要,提出了一种基于电流变液体力反馈装置的设计方法.该装置的核心材料是一种新型智能材料电流变液体,在施加电场的情况下,其流变特性如粘度会发生剧烈的变化.着重叙述了装置的实现原理、结构模型,分析了装置各参数对反馈力的影响,设计出装置结构并在此基础上对装置进行了力学实验,实验结果证明了文章所提出的力反馈实现方法的有效性.     

基于节点对BP网络的数据手套手势识别

面向虚拟校园外景漫游的应用特点,采用根据手势集特征专门构造的将节点组对的BP人工神经网络,确定手势集、训练集和测试集,选定数据手套,对手势进行训练和识别,得出较令人满意的结果。最后将结果应用于校园外景虚拟漫游,达到了使用者要求。     

基于数据手套的遥控小车控制系统

针对目前智能小车主要采用手柄、键盘等方式实现遥控操作而存在功能单一、携带不便、操控不直观等缺点,提出采用数据手套实现智能小车的遥控操作,取得了良好的控制效果。介绍该系统的总体结构与基本工作原理,阐述采用数据手套实现智能小车遥控的具体设计方法,并研制出样机对其控制效果进行实验验证,结果表明：该控制系统能满足智能小车的各项控制要求,具有较好的应用价值。     

基于数据手套的虚拟手建模与驱动

针对传统虚拟操作的不足,结合WSTG love5数据手套等硬件设备,本文提出一种新的虚拟操作方法。采用面向对象的方法实现数据手套数据的获取,采用层次建模方法建立虚拟手的几何模型,实现对虚拟手的控制以及虚拟手对物体的虚拟操作,并给出具体的应用实例。     

一种视觉信息融合数据手套设计研究

基于数据手套的手势交互是人机交互技术的重要实现方式,手势识别和空间定位效率对虚拟交互任务中的沉浸感和体验感有重要影响.目前主要的数据手套产品的复杂结构导致相应建模及手势识别算法设计复杂度高,难以兼顾成本和效率.面向应用需求,完成了一种融合视觉信息的数据手套应用系统方案设计.首先,在手势识别上,通过将3指弯曲度数据和视觉采集模型相结合的方法,有效简化了手势的建模和匹配过程,实现对特定手势的快速识别.其次,在空间位置定位上,提出了一种高效的基于特征校验的霍夫变换算法：通过摄像头捕获发光球的圆形轮廓以计算其三维空间位置;使用基于直径方程的改进型霍夫梯度算法降低圆形检测识别复杂度;对于连续帧图像,采用了基于可信度的特征校验法则进行快速处理,进一步提高算法整体效率.最后,该方案在沉浸式中学虚拟实验系统中应用,系统运行稳定,具有良好的交互体验.