全向移动机器人力觉操控技术

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随着人机和谐发展的矛盾日益凸显,人机交互的设计已经成为现代科学的研究热点。在特殊环境下,现有控制模式不能有效控制伞向移动机器人,因此,将人机交互的控制方式引入到控制中。本课题设计了基于力觉输入、视觉输出的智能控制系统。  系统包括触摸式遥控器、智能标定软件和动态链接库三个部分。首先,将触摸式遥控器固定在全向移动机器人上,使用解耦三维力传感器对控制力进行测量;其次,遥控器嵌入式系统对力觉信号进行采集,并使用卡尔曼滤波算法处理,再进行计算;最后通过无线模块将结果发送至机器人完成控制。机器人控制系统中使用配套的动态链接库完成控制。遥控器中使用解耦三维力传感器的设计经过理论分析与计算,具有最好的传感器精度。考虑到人机交互的重要性,触摸式遥控器设计了具有柔性操作的结构。智能标定软件使用下,只需简单界面操作和变换负载即可完成标定。该软件在无需专业标定设备下,能够简化标定过程。  智能标定实验验证了智能标定软件能够大大简化标定的复杂度;机器人操控实验证明了基于力觉输入、视觉反馈的触摸式遥控器具有直观的操控感觉。同时,本系统构思和设计可以应用在工业、医疗和生活等领域。
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