《现代电子技术》2006年第19期摘录:2006年第19期总第234邻
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正文摘录:
2006年第19期总第234邻,则i节点由i运动到i’点,i点所受合力由牛顿第二定律为:强人对远端动作的沉浸感,使得作业的准确性和稳定性大大加强。^一片一∑(鼻+∥)(5)4实验及结论J—l其中六为i点和歹点之间的弹簧产生的力,根据虎克定律可知质点Pi所受的弹性变形力为:J六一K古lL(fd一,。)(6)f‘Ⅱl式(6)中f。和ri是第i个节点的相对于和i相连的任意一个节点j的原始位置矢量和受力后的位置矢量,禹为Jl“I质点受力方向的单位矢量,K为弹性变形系数。可以根据弹性体的材料选定。式(5)中∥为i点和j点之间的阻尼力,根据Stoke-阻力公式有:代一趴,u、其中D是阻尼系数,V。是第i个节点的相对于任意一个节点j的速度矢量,将式(6)和式(7)代入式(5)有:厂一-,j一∑{Kr≠-丁(z4一h)+Dy。}(8),=lll’uIJ建立如式(8)这样的受力和变形的参数方程,就可以利用Runge—Kutta方法,并借助计算机求解这些参数方程,得到各个主要节点的变形数据,然后再通过前面建立的几何模型将形变连续的表现出来。利用弹簧质点模型来建立弹性体的物理模型,适用于大多数遥控机器人操作弹性体作业对象的情况,而且运算简单快捷,对遥操作机器人要求连续工作且需要实时反馈的情况是非常适合的。图4基于弹簧质点理论的弹性体物理模型3虚拟现实人机接口虚拟现实的人机接口包括具有力反馈的数据手套、键盘、三维6自由度空间球以及游戏操纵杆等。具有力反馈的数据手套是虚拟现实的主要交互接口,他的每个手指都装有传感器,根据手指的弯曲程度定义传感器的上、下阈值,阈值的定义是手势定义的基础。手腕部分还有轴侧传感器,可以测量手腕的转动。同时数据手套还配有跟踪器,可以测量手位置的移动。力反馈装置可以通过虚拟力的模拟,使人感知到远端机器人抓物的感觉。通过合理地选择虚拟现实人机接口设备,可以大大加图5显示的是由数据手套控制的遥操作机器人近地系统的虚拟环境。图6是小球被抓起时变形的情况。实验验证了这种虚拟环境的建模技术是有效和可行的。但由于遥操作机器人应用领域的扩展,机器人、作业对象和人机交互设备的种类也有很大的变化,从原来的简单机械手到现在的太空机器人,从简单的机械零件到复杂的人体,从键盘、鼠标到具有力反馈的数据手套和操纵杆,所以要求我们不断提高虚拟环境的协迎技术,使其能够逼近新的遥操作环境。总之,随着虚拟现实技术的发展,他与遥操作机器人控制技术的结合必将更加紧密和深入。图5基于数据手套的遥操作机器人系统图6小球被抓取时的弹性形变参考文献[1]Repp(jrgerDw,ChandhjrAPhillips,TamaraI。chelette.AStudyonSpatiallyInduced”VirtualForce”withanTnforma—tionTheor‘etjcInx,estigation0fHumanPerformance[Jj.IEEETH]nsa(’tionsonSystem.Man,and(:ybernetics.1995,25(10):1392一l404.[2]HSI‘Ne·一chuchurl,Kuu—YoungYcrang.Elastic0hjectM0d—elinginVR—BasedTeler()botics妒tem[A].Pr(】ceeding~,ofthe5thWorldCongressonIntellig(mtControl;andALltoma—tion.[c1HangzhouiP.R.(’bina:2004.4526—4:329.[3]熊友军,李世其,王文涛.基于数据手套驱动的虚拟机器人操作技术[J].机械科学与技术.2004,23(12):1433—1436.[4]赵晓光,徐德,谭民.基于虚拟监挖技术的机器人系统:Jj.武汉大学学报,2003,28(2):233—236.[5]丑武胜,孟但,工田苗.基于多通道增强现实的机器人遥操作技术的研究[11].高技术通讯,2004(10):25—29.[6]刘伟,汪宏.机器人虚拟环境建模及其遥控操作仿真[J].装备指挥技术学院学报,2003,11(3):25—20.[7]陈俊杰,黄惟….虚拟现实力觉临场感遥操作机器人系统的稳定性lLJ].传感技术学报,2003(4):393—396.作者简介周晓晶女,1971年出生,江苏如皋人,讲师。主要从事虚拟现实技术方向的研究。
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