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由于现有的人工智能的局限性,在特定环境中的智能设备的安全有效的全自主作业还不能完全实现,为此智能设备的发展方向从早期的全自主方式向有人参与的方向发展,将人的智能同智能设备的自主性能有机的结合起来,形成了现在的遥操作系统。遥操作系统可以拓展人类的感知和操作能力,代替人类在危险、恶劣以及极限环境下的完成作业任务,因而在诸多领域具有广阔的应用前景,是当前的一个重要前沿课题和研究热点。
本文在已经研制好的移动机械臂的基础上,主要分析和研究了移动机械臂的遥操作问题。首先研究了移动机械臂的运动学基础理论,在梯度投影算法和可操作度基础上,利用带势位移的避障操作构型指数AMSIP来评估机械臂轨迹规划时整体构型的避障能力。然后按照模块化的思想,设计了整个遥操作系统的各部分硬件模块,接着针对该遥操作系统开发了整个控制软件,具体包括视频监控、力反馈,无线传输等各部分实现。其次对移动机械臂的控制采用了切换控制的方法,这具体包括移动平台和机械臂之间的控制切换,以及移动平台的速度控制和位置控制之间的切换,同时介绍了力反馈在遥操作中的作用。最后在直接控制和监督控制模式下完成了移动机械臂遥操作实验,在试验中进一步验证了切换控制、力反馈技术以及避障操作构型指数AMSIP在实际操作中的有效性