并聯(lián)力反饋手控器的設(shè)計與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著虛擬現(xiàn)實與遙操作技術(shù)的不斷發(fā)展，人機交互已經(jīng)成為研究的熱點。人機交互方式已經(jīng)逐漸從傳統(tǒng)的視覺、聲覺交互方式向觸覺、力覺等交互方式進行延伸。其中，力覺交互方式因為其所具有較好的臨場感效果而得到廣泛的研究與應(yīng)用，力反饋手控器就是一種力覺交互式控制器，它能夠與從端建立起位置或速度與力的雙向伺服控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠使操作者在控制從端的同時較為真實地感受到從端的力信息以輔助其決策與操作,是目前遙操作研究領(lǐng)域的熱點之一。
　　本文文中著眼

2、于主-從遙操作系統(tǒng)，基于Delta并聯(lián)機構(gòu)設(shè)計了一種帶力反饋功能的三自由度手控器，展開了結(jié)構(gòu)與電氣部分設(shè)計和相關(guān)應(yīng)用研究。在對力反饋手控器主要原理進行分析后，以功能為導(dǎo)向分別研究并實現(xiàn)了手控器的運動學(xué)控制功能及力反饋輸出功能，并建立了相關(guān)試驗應(yīng)用環(huán)境進行了功能的驗證。在運動控制功能的實現(xiàn)上，首先通過STM32微控制器的定時器接口實現(xiàn)了正交光電編碼器的角度測量，然后分析了力反饋手控器的運動學(xué)算法，并最終實現(xiàn)了運動控制功能。在力反饋輸出功能

3、上，通過對直流電機PWM驅(qū)動原理的分析設(shè)計了直流電機PWM驅(qū)動器及其電樞電流檢測電路實現(xiàn)了電機的轉(zhuǎn)矩控制，然后對手控器進行了靜力學(xué)分析，并最終實現(xiàn)了力反饋手控器的力反饋輸出功能。
　　為了驗證力反饋手控器的功能并進行應(yīng)用研究，搭建了不同的試驗場景。通過對一個三自由度模型機械臂進行的直接運動控制，基本驗證了手控器的運動控制功能；在CHAI3D環(huán)境下開發(fā)了力反饋手控器虛擬試驗平臺，運用手控器控制虛擬對象移動并將虛擬場景中仿真的力信息實