遥操作机器人虚拟现实系统的研究

【摘要】：本系统为以主、从操作机器人为核心的临场感遥操作系统。主要应用于人们难以靠近的高温、高压、强辐射、窒息等极限环境,如宇宙、地下、海底的开发,火险、水灾及地震时的抢险作业等等。 在进行遥操作的时候,操作者的操作质量与从操作环境获得信息(如力觉、视觉等)的能力密切相关。本系统在原有的视觉临场感技术的基础上,增加了虚拟场景技术,提高了操作者获得的视觉信息的质量,有助于操作者完成复杂精密的作业。随着社会的进步与经济的发展,人们对遥操作的质量和精度提出了越来越高的要求,这种通过虚拟现实系统来提高临场感的遥操作受到了越来越多的关注。 本文在分析山田实验室的遥操作工程机器人的基础上,对该系统的力觉子系统及视觉子系统的结构及编程算法进行了详细的论述。在力觉子系统方面,介绍了本系统的由游戏手柄和液压缸构成的主从控制系统的结构及数学模型,在此基础上对当今主从控制采用的常用方法及山田实验室提出的改进方法的工作性能进行了分析。