基于MRF的遥操作机器人触觉反馈装置设计与仿真
一个基于主手的力觉再现和反馈的机器人仿真系统
一个基于主手的力觉再现和反馈的机器人仿真系统祝学云;吴涓【期刊名称】《东南大学学报（英文版）》【年(卷),期】2003(019)001【摘要】介绍了基于5自由度力觉再现装置的虚拟力觉仿真系统的实现方法.此系统中,操作者通过主手控制虚拟环境中的从手与虚拟物体相作用,虚拟环境中的接触情况如碰撞响应、形变在图形界面仿真,虚拟力通过主手装置表达.该研究有利于提高遥操作机器人的性能和增强操作者的沉浸感.%This paper describes a virtual environment, which can present dynamic force tran sformation during the control of objects. A 5-DOF haptic interface with the cap ability to generate kinesthetic effect is combined. In this system, the operator manipulates an object in a virtual environment by using the 5-DOF master arm. When contacting with the virtual object, the contact force can be calculated and shown in the graphic interface. The contact response and deformation of the vir tual object, which are usually called haptic rendering, also can be performed. The study supplies an approach to improve the operator's immersion and can be used in many tele-robot control fields.【总页数】4页(P70-73)【作者】祝学云;吴涓【作者单位】东南大学仪器科学与工程系,南京,210096;东南大学仪器科学与工程系,南京,210096【正文语种】中文【中图分类】TP24因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于力觉触觉反馈的虚拟装配系统相关技术研究
2、系统软件设计
虚拟手术力反馈人机交互控制系统的软件部分包括机械臂控制程序、医疗影像 处理程序、力反馈程序和语音识别程序等。机械臂控制程序用于控制机械臂的 运动和姿态；医疗影像处理程序用于处理和分析医学影像数据；力反馈程序用 于建立力和触觉渲染模型；语音识别程序用于将用户的语音输入转化为系统可 识别的命令。
二、相关技术综述
虚拟手术力反馈人机交互控制系统涉及到多种技术，包括机械臂控制、医疗影 像处理、力反馈技术、语音识别技术等。
1、机械臂控制
机械臂是虚拟手术力反馈人机交互控制系统的重要组成部分，其控制精度和稳 定性直接影响到整个系统的性能。机械臂控制技术主要包括运动规划、姿态控 制、路径规划等，其目的是实现精确的机械臂定位和姿态调整，以满足手术过 程中的各种需求。
2、医疗影像处理
医疗影像处理是虚拟手术力反馈人机交互控制系统的另一个关键技术。通过对 医学影像数据的处理和分析，可以获取患者的解剖结构和病灶位置等信息，为 手术导航和决策提供依据。医疗影像处理技术包括图像获取、图像配准、三维 重建、可视化等。
3、力反馈技术
力反馈技术是虚拟手术力反馈人机交互控制系统的核心之一，它可以提供真实 手术中的触觉感知，使操作者能够感受到手术过程中的力和运动反馈。力反馈 技术包括触觉渲染、力建模、力反馈装置等，其目的是在虚拟环境中模拟真实 手术中的触觉效果，提高操作者的沉浸感和操作准确性。
虚拟手术力反馈人机交互控制系统架构包括硬件、软件设计和人机交互界面设 计等几个部分。
1、系统硬件
虚拟手术力反馈人机交互控制系统的硬件部分包括计算机、机械臂、力反馈装 置、语音识别器和声卡等设备。其中，计算机用于运行系统软件和控制机械臂、 力反馈装置等硬件设备；机械臂用于模拟手术操作；力反馈装置用于提供触觉 感知和反馈；语音识别器用于识别用户的语音输入；声卡用于处理声音信号。
基于虚拟现实的力觉临场感遥操作研究
如感知信息的精度和实时性、遥控机器人的稳定性和适应性以及人机交互的 直观性和自然性等。
本次演示采用的研究方法是构建一个基于力觉和视觉临场感的遥操作机器人 系统，并对其进行实验验证。首先，我们构建了一个遥控机器人平台，该平台包 括机器人本体、传感器、控制器和通信模块等。然后，我们设计了一种新型的力 觉和视觉临场感
并能够感知到机器人的动作、力度等信息，从而实现对目标对象的精准操作。 本次演示将对力觉临场感遥操作机器人技术的发展与现状进行详细阐述。
综述
力觉临场感遥操作机器人技术的发展历程可以追溯到20世纪末。在这个过程 中，研究者们不断优化技术方案，提高系统的稳定性和可靠性。力觉临场感遥操 作机器人技术的优点主要包括：1）能够远距离操作，避免操作者暴露在危险环 境中；2）
三、临场感遥操作机器人的设计 与制作流程
临场感遥操作机器人的设计与制作流程主要包括以下几个方面： 1、确定应用场景和任务需求，例如医疗手术、军事侦察或工业操作等；
2、设计机器人的机械结构和运动系统，包括移动平台、手臂和传感器等； 3、选择合适的计算机硬件和软件，例如处理器、摄像头、无线通信模块等；
二、临场感遥操作机器人的研究 现状和趋势
目前，国内外研究者已经研制出多种不同类型的临场感遥操作机器人，例如 医用手术机器人、军事侦察机器人、工业操作机器人等。研究内容主要包括操作 者与机器人的交互方式、通信协议和数据传输速率等方面。未来的研究趋势将集 中在提高操作者
的舒适度、降低延迟和提高机器人的自主性等方面。
此外，降低系统成本也是未来发展的重要方向，这将使得力觉临场感遥操作 机器人技术更加普及化。
结论
本次演示对力觉临场感遥操作机器人技术的发展与现状进行了详细阐述。通 过综述其优点、不足以及分析目前市场上的主流产品和技术原理，结合应用案例 和未来展望，可以得出以下结论：力觉临场感遥操作机器人技术具有广泛的应用 前景和重要性，
基于MRDS七自由度机器人仿真系统的设计
基于MRDS七自由度机器人仿真系统的设计张立平;王殿君;徐小龙;曹宇;刘淑晶;李强【摘要】According to VA1400 7-DOF robot,the robot simulation system was built based on Microsoft Robotics Stu-dio (MRDS).The link coordinate system was built by using D-H method.The forward kinematics equationsof robot were deduced from the link parameters.The 7-DOF robot model was built by blender.The simulation software of the 7-DOF ro-bot was designed by using the runtime library of MRDS,and the results were verified in MATLAB toolbox.By comparison of the two simulationresults,the maximum deviation was 1 .1 5 mm.It was in reasonablelimits.The system simulated the motion state of the 7-DOF robot realistically.It was a basis for robotics researchers to develop offline programming and sim-ulation software.%针对VA1400七自由度机器人建立了基于微软机器人工作室(MRDS)的仿真系统。
通过运用D-H 法,建立了机器人连杆坐标系,并由连杆参数推导出机器人正运动学方程；采用Blender三维建模软件,对七自由度机器人进行建模；使用C#语言调用MRDS提供的运行库,设计了七自由度机器人仿真软件,并用MATLAB软件中的机器人工具箱对仿真结果进行了验证。
四自由度机器人力觉反馈系统设计及整体装置研发
四自由度机器人力觉反馈系统设计及整体装置研发在机器人学的研究领域中，如何有效地提高机器人控制系统的控制性能始终是研究学者十分关注的一个重要内容。
在阐述了工业机器人的发展历程和分析了机器人控制系统的研究现状后。
本论文的主要目标是设计一个教学用四自由度关节型机器人。
本课题设计的四自由度机器人主要用于教学和科研使用，在运行时既可以执行点位控制下的操作也可以执行连续轨迹控制下的操作，在此基础上，不仅能够使使用者了解机器人的组成和运行原理，而目可以做进一步的研发，所以本课题的研究具有广泛的实际意义和应用前景。
在完成机械结构和驱动系统设计的基础上，对四自由度教学机器人运动学和动力学进行了分析。
运动学分析是路径规划和轨迹控制的基础，对操作臂进行了运动学正、逆问题的分析可以完成操作空间位置和速度向驱动空间的映射，采用齐次坐标变换法得到了操作臂末端位置和姿态随关节夹角之间的变换关系，采用反变换法分析了操作臂的逆向运动学方程求解问题，为控制系统设计提供了理论依据。
机器人动力学是研究物体的运动和作用力之间的关系的科学，研究的目的是为了满足实时性控制的需要，本文采用牛顿—欧拉方法对四自由度教学机器人动力学进行了分析。
因为机械臂的动力学方程是具有强耦合、高度非线性和高度不确定性的。
使用传统的PID控制器很难完成期望的轨迹控制性能。
在本文中，首先详细地介绍和分析了模糊控制的基本原理，并构造了机器人轨迹跟踪的模糊控制系统，它不依赖于对象的精确的数学模型，能有效地克服被控对象存在的非线性和不确定性的影响。
对提出的模糊控制方法进行了仿真实验研究。
仿真实验结果证明了所提出的模糊控制方法具有良好的智能特性。
在应用于机器人的轨迹跟踪控制时，取得了很好的控制效果。
最后，详细介绍了四自由度教学机器人控制系统的硬件设计和软件开发。
其中，以三菱电机的多轴运动控制器为控制核心，以交流伺服系统为运动执行装置，构成一个运动控制系统来控制机器人执行相应操作。
机器人模拟仿真技术详解
机器人模拟仿真技术详解机器人模拟仿真技术是一种用计算机来模拟机器人操作和环境的技术。
它可以模拟机器人在现实环境中的行为，并且可以对机器人进行测试和优化。
本文将详细介绍机器人模拟仿真技术的相关知识。
一、机器人模拟仿真技术的基本概念机器人模拟仿真技术是一种通过计算机软件模拟机器人的行为和环境，以便对机器人系统进行测试、开发和调试的技术。
简单来说，它是利用计算机对机器人进行虚拟仿真和测试，以提高机器人的设计和操作效率。
现代机器人模拟仿真技术可以生成真实的环境和物理模型，以验证机器人系统在不同情况下的运行效果。
二、机器人模拟仿真技术的优势机器人模拟仿真技术有许多优势，包括：1. 成本低廉：与实际部署机器人相比，机器人模拟仿真技术减少了物理部署和运行成本，仅需使用计算机即可。
2. 安全性高：机器人模拟仿真技术可以在虚拟环境中对机器人进行测试，以确保其性能和稳定性，避免在现实环境中发生损坏或人员受伤的风险。
3. 精度高：机器人模拟仿真技术可以提供精确的模拟环境，并精确测量机器人传感器的数据，以模拟真实世界场景，从而提供更准确的操作和运行数据。
4. 灵活性强：机器人模拟仿真技术具有灵活性和可重复性。
在虚拟环境中，可以对机器人系统进行多次测试和调整，以便提高运行效率和优化设计。
三、机器人模拟仿真技术的应用机器人模拟仿真技术在各个领域都有广泛的应用，如：1. 工业自动化：机器人在工业自动化中的应用越来越广泛，利用机器人模拟仿真技术可以对机器人的定位、路径规划等进行测试和优化，以提高工业自动化的效率和精度。
2. 医疗保健：机器人在医疗保健领域中广泛应用，如手术机器人等。
利用机器人模拟仿真技术可以对手术机器人进行模拟操作和测试，以提高手术效率和减少风险。
3. 农业：机器人在农业领域中也有很多应用，如农业机器人和无人机等。
通过机器人模拟仿真技术，可以对农业机器人进行测试和优化，提高农业生产力和效率。
四、机器人模拟仿真技术的未来发展随着技术的不断进步，未来机器人模拟仿真技术有望取得更大的发展和创新。
基于Roboguide的工业机器人工作站设计与仿真
基于Roboguide的工业机器人工作站设计与仿真基于Roboguide的工业机器人工作站设计与仿真随着技术的不断发展，工业机器人在生产领域的应用越来越广泛。
为了提高生产效率和质量，工业机器人与其工作站的设计和仿真显得尤为重要。
本文将介绍通过使用Roboguide软件来进行工业机器人工作站的设计与仿真。
首先，我们将介绍Roboguide软件的特点和功能。
Roboguide是由发那科（Fanuc）公司开发的一款专业的机器人仿真软件，它能够帮助用户进行机器人系统的设计、运动仿真和程序验证。
Roboguide具有友好的用户界面和丰富的工具库，可以快速构建机器人工作站并进行仿真。
在进行工业机器人工作站的设计时，我们首先需要确定工作站的布局和尺寸。
根据生产需求和空间限制，我们可以通过Roboguide软件中的三维模型库来选择合适的设备和工具，然后将它们放置到工作站的平面图中。
通过拖拽和旋转，我们可以调整工作站中各个设备的位置和姿态，以使其符合实际使用条件。
接下来，我们需要为工作站中的机器人编写程序。
借助Roboguide软件提供的编程接口，我们可以轻松地创建机器人的动作序列和逻辑控制。
例如，我们可以定义机器人的起始位置和目标位置，并指定其运动轨迹和速度。
通过调整参数和运行仿真，我们可以验证程序的正确性和稳定性，避免在实际工作中出现问题。
此外，Roboguide还提供了强大的碰撞检测功能，帮助我们避免机器人在工作过程中与其他设备或物体碰撞。
在进行仿真时，我们可以开启碰撞检测功能，并设置安全区域和碰撞阻挡物。
如果发现碰撞风险，软件会及时给出警告，帮助我们及时调整工作站布局和程序。
在设计完成后，我们可以通过Roboguide软件生成详细的报告和分析结果。
软件可以提供机器人的轨迹图、速度图、力矩图等信息，帮助我们评估工作站的性能和效果。
如果发现问题，我们可以进行修改和优化，直到达到预期的工作要求。
综上所述，基于Roboguide的工业机器人工作站设计与仿真是一项重要而高效的工作。
触觉反馈技术在虚拟现实系统中的应用
触觉反馈技术在虚拟现实系统中的应用近年来，随着虚拟现实技术的飞速发展，虚拟现实系统已经成为一个火热的话题。
虚拟现实技术可以创造出逼真的虚拟环境，这不仅可以用于娱乐、教育等领域，还可以应用于各种实际情境的模拟中。
然而，虚拟现实技术在实际应用中存在一个重要的问题，就是缺乏真实的触感反馈。
这就导致用户在虚拟现实环境中无法感受物体的大小、质感等真实感，甚至无法正确地操作虚拟环境中的设备。
因此，如何在虚拟现实系统中引入触觉反馈技术成为了研究人员们关注的热点问题。
1. 触觉反馈技术的概述触觉反馈技术是一种能够模拟真实触感的技术，在虚拟现实系统中广泛应用。
触觉反馈技术可以通过增加适当的力和压力来模拟物体的质感、大小和形状等。
基本上，触觉反馈技术有两种类型，一种是精细触觉反馈，它可以模拟人体的各种感觉，包括温度、湿度、重力等。
另一种是粗糙触觉反馈，它也是最常见的一种，只能模拟基本的物体质感和形状等。
2. 触觉反馈技术在游戏中的应用在游戏中，触觉反馈技术是最常见的应用之一。
近年来我们已经看到了虚拟现实游戏市场的飞速发展，而这一进步中触觉反馈技术技术实现了很大进步。
它们可以模拟游戏中的各种环境，从坚硬的表面到湿滑的表面，甚至可以模拟不同的温度。
这种技术可以增强游戏的真实感，使玩家沉浸在游戏的世界中。
3. 触觉反馈技术在医疗模拟中的应用虚拟现实技术在医疗模拟方面也是非常有用的，特别是在手术模拟中。
手术模拟是人工学习的重要组成部分之一。
使用虚拟现实技术，医生可以在虚拟环境中进行手术操作，以进行手术中的训练和准备。
而触觉反馈技术可以帮助医生模拟手术操作的真实感，包括物体所产生的力和压力等。
这种技术可以使医生更加准确地理解手术和身体部位之间的关系，因此在真实手术中的效率也得到了提高。
4. 触觉反馈技术在工业领域中的应用虚拟现实技术在工业领域中也有非常广泛的应用。
这种技术可以帮助工业和制造业的工人进行危险环境下的培训和训练。
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基于MRF的遥操作机器人触觉反馈装置设计与仿真
于川;张林帅;顾硕鑫;蒋涛;奉瑜
【期刊名称】《机床与液压》
【年(卷),期】2023(51)1
【摘要】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。
【总页数】7页(P125-131)
【作者】于川;张林帅;顾硕鑫;蒋涛;奉瑜
【作者单位】成都信息工程大学;西北工业大学;成都中医药大学
【正文语种】中文
【中图分类】TP211
【相关文献】
1.触觉反馈遥操作机器人关键控制技术的发展现状
2.主从遥操作工程机器人的虚拟触觉反馈
3.基于视觉反馈和预测仿真的Internet机器人遥操作
4.多移动机器人双边遥操作系统中反馈力信息设计与研究
5.基于双目视觉反馈遥操作的配网带电作业机器人设计与实验
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