基于電磁力的力反饋數(shù)據(jù)手套的研究.pdf

1、遙操作機器人系統(tǒng)是多年研究全自主式機器人并且經(jīng)歷了若干次失敗之后提出的一種具有實用意義的機器人方案。作為一種遙操作設備，數(shù)據(jù)手套是目前常用的人機交互的手段之一，數(shù)據(jù)手套的主要作用是為了幫助操作者根據(jù)反饋信息對機器人的運動進行遙操作。
　　 目前大多數(shù)據(jù)手套不具備力反饋功能，文中分析了現(xiàn)有很少的幾種力反饋數(shù)據(jù)手套的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)它們性能不盡理想，在此基礎上研制了一種基于磁場力的力反饋數(shù)據(jù)手套，整體結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，工作電壓低，使用安全

2、，便于控制。該數(shù)據(jù)手套可以通過改變電流的大小提供與機械手力大小成比例的反饋力，并且自由地進行手指彎曲運動，使其能夠廣泛應用于遙操作領域。
　　 本文首先介紹數(shù)據(jù)手套的整體結(jié)構(gòu)設計和力反饋原理。它像一副手套似的戴在操作者的手上，整體結(jié)構(gòu)包括一個平臺，上面架著五個套筒，這個平臺與手套相連，手套尺寸允許不同的用戶作相應的調(diào)整。力覺反饋裝置的力反饋原理是利用兩個垂直配置的電磁鐵相互配合提供反饋力，當沒有接收到反饋信號時，手指可以自由運動

3、，當接收到反饋信號時，豎直方向的電磁鐵吸合，依靠可動鐵心和套筒內(nèi)壁的摩擦力實現(xiàn)制動，水平方向的電磁鐵產(chǎn)生電磁力，提供反饋力。在簡化人手模型的基礎上，對手指和數(shù)據(jù)手套進行了運動學分析和靜力學分析，推導出了手指位置與力反饋裝置的運動學關(guān)系，為數(shù)據(jù)手套的結(jié)構(gòu)設計、力反饋控制提供了理論依據(jù)。
　　 其次介紹了推拉式電磁鐵的原理、型號和參數(shù)等相關(guān)特性。利用電磁力的工程計算方法中的經(jīng)驗公式進行電磁力的計算，從理論上對電磁鐵的可動鐵心在不同行