基于力反馈的机器人超声振动弹性研磨的研究

对基于力反馈的机器人超声振动弹性研磨进行了研究,建立了机器人研磨加工过程中的力学模型。采用了基于力外环的机器人力控制器的方案。通过实验研究得到了多种研主中工条件对研磨效果（表面粗糙度Ｒａ）的影响规律。对自动研磨新方法做了有益的探索。     

基于多通道增强现实的机器人遥操作技术研究

在传统的预测仿真控制方法的基础上,提出了多通道增强现实遥操作控制策略,以克服通讯时延的影响。通过实际视频图像和预测仿真图形的叠加来消除模型的误差,同时基于TIN(Triangulated Irregular Network)表达的虚拟环境中物体模型,对虚拟环境中的虚拟接触力进行实时再现,提高操作者的临场感,辅助操作者完成精细的远程操作。实验结果验证了本文所提方法有效性和实用性。     

具有简单孔洞结构柔性体的力/触觉框架模型

针对具有简单孔洞的柔性体提出了一种基于框架结构的力/触觉变形模型。此模型以外力接触端为公共端,根据内部孔的位置和形状构建框架。整体框架由一个或多个钢架组成,每根钢架可为单杆件或多杆件结构。当外力作用时,运用虚功原理和Bernoulli-Euler定理求得钢架节点和虚拟固定端的变形位移,从而得到框架的变形,通过框架变形插值求解柔性体全局变形。实验结果表明,该模型方法简单,实时性好,在具体的虚拟建模力反馈工作中可操作性强。     

具有力觉临场感的遥操作操纵器关键技术研究

具有力觉临场感的遥操作操纵器是主、从遥操作系统重要的人机接口,它可以向远端从机械手传送位置、姿态、速度和力等多种信息,同时可以接收从机械手的力/力矩等信息,为操作者提供力觉临场感。其性能直接影响遥操作系统的透明性、稳定性,提供有效的力觉反馈是其研究、设计的关键。对力觉临场感操纵器设计中位置控制精度、操纵器的动态特性、操纵器的各向同性、稳定性、人体工程学指标等方面的性能要求进行了分析,对其结构形式、各向同性与结构非奇异性等结构设计方面的问题进行了研究,对各种驱动方式的特点进行了比较,并对检测与控制系统结构对于系统性能的影响进行了研究。研究表明,在结构设计时,采用机械上解耦、运行过程中惯性保持不变的机械结构,将使控制算法简化。研究结果对于该类装置的研究与开发具有借鉴作用。     

带有力反馈控制的三明治式微机械干涉加速度计

设计了一种静电力反馈控制的三明治式微机械干涉加速度计,加速度计由敏感芯片、半导体激光器、光电二极管以及相应的驱动电路和反馈控制电路组成.敏感芯片为玻璃-硅-玻璃3层结构,通过硅-玻璃键合体硅工艺制成.硅质量块由铝梁支撑,底部玻璃基片上有金属光栅和电极,通过在质量块和底部玻璃基片上的电极之间施加电压可以调节质量块与玻璃基片间的间隙.入射激光照射到敏感芯片上的光栅上,产生衍射光束,其光强随质量块与下玻璃的间距而变化.反馈控制电路通过测量衍射光强的变化来改变质量块与底电极之间的电压,使得质量块与底部玻璃基片的距离保持为入射光波长1/8的奇数倍,从而提高输出线性度,改善灵敏度,增大量程.     

能动主镜的风载变形研究

风载引起的主镜变形是大口径望远镜必须考虑的问题.针对类似于Subaru望远镜的薄镜面能动光学系统,采用固定点力反馈控制方法对风载进行校正,本文引入了压强模式的概念,提取出风载产生的镜面变形的大部分信息,并据此对固定点力反馈控制方法进行了研究,得到如下结论:风载产生的镜面变形主要是平移、倾斜、像散和离焦等低阶像差;相同系...     

新型电液转换器在水轮机调速器中的应用

针对水轮机电流调器中电液转换器故障率高的问题,研制了一种新型的电液转换器－强驱动,力反馈型电液转换器。分析了该新产品的基本结构,工作原理,特点及其技术指标,该产品应用于水轮机调速器中,运行结果良好,具有较好的推广应用价值。     

基于虚拟力引导的人机协同目标抓取方法

针对力反馈遥操作中传统人工势场法无法适应于机械臂整体的避障以及在作业过程中操作者难以控制机械臂到达所需位姿的问题,提出了一种基于虚拟力引导的人机协同目标抓取方法。力反馈设备向操作者提供力觉交互。通过结合人工势场法和虚拟夹具,构建管道形虚拟力场,生成实时虚拟力引导,实现协助操作者完成从端机器人的整体避障任务并在完成避障后引导机器人返回预定义路径并趋近目标点。当进行抓取任务时,构建锥形虚拟力场,实现协助操作者操作机械臂到达目标位置和姿态。此外,提出了一种机器人运动限制方法以降低操作者的操作失误对抓取任务的影响。实验证明,该方法能有效提高目标抓取操作的成功率和操作效率。     

鼻-颅底虚拟手术基于黏膜钳力交互的肿瘤形变

目前还没有针对黏膜钳力交互的颅底肿瘤形变研究, 黏膜钳作为鼻-颅底手术的主要工具之一, 研究其虚拟仿真可以为鼻-颅底虚拟手术系统提供技术支撑. 首先, 基于 CT 重建颅底脊索瘤模型, 参照实物建立黏膜钳模型; 其次, 根据碰撞点与三角面片的位置关系进行精确碰撞检测; 再次, 根据碰撞点与三角面片顶点的距离的比例将外力分配到顶点上; 从次, 基于 Voigt 模型模拟肿瘤形变, 采用 4 阶龙格-库塔法求解动力学方程; 最后, 基于 GeomagicTouch 设备与弹簧-阻尼器模型实现力反馈. 实验所用脊索瘤模型有 2 601 个顶点, 在 CPU i7-9700K, GPU 1660Ti 环境下的实验结果表明, 形变效果符合软组织的黏弹性、应力-应变非线性与应变滞后性, 形变帧速超过 60 帧/s, 达到实时性要求, 针对 17 位医师的问卷调查也获得了较好评价.     

先导型力反馈电液比例流量阀的设计

介绍了一种二级控制先导型大流量力反馈比例流量阀。