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《人機交互中的力_觸覺設備進展綜述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、·14·工業(yè)儀表與自動化裝置2007年第2期人機交互中的力/觸覺設備進展綜述王愛民,戴金橋(東南大學儀器科學與工程系,江蘇南京210096)摘要:在虛擬現實和遙操作系統中,力/觸覺接口是非常重要的人機交互設備。目前的力覺裝置有外骨骼和固定設備、數據手套和穿戴設備、點交互設備和專用設備等,這些力覺裝置中采用氣動、液壓、電機或磁場等驅動的主動式力反饋居多,也有基于液體智能材料的被動式力覺反饋。觸覺的實現方法主要有由電磁(螺線管、發(fā)聲線圈)驅動的機械振動,壓電晶體、形狀記憶合金驅動的探針陣列,氣動系統,熱力泵(塞貝克效應)系統等。關鍵詞:力/觸覺再現;力/觸覺裝
2、置;虛擬現實;臨場感+中圖分類號:TP242161文獻標識碼:A文章編號:1000-0682(2007)02-0014-05Theadvancementofhapticdevicesinman2machineinteractionWANGAi2min,DAIJin2qiao(InstrumentScience&EngineeringDeptofSoutheastUniversity,JiangsuNanjing210096,China)Abstract:Hapticinterfacesareofimportanceinvirtualrealityandte
3、lepresecesystem.Mostcurrentforcefeedbackdevices,suchasexoskeletonsandstationarydevices,glovesandwearabledevices,point2sourcesandspecifictaskdevicesandsoon,areactivedevicesactuatedbyapneumaticsystem,hydraulicsystem,motorsormagneticfield.SomeofthesedevicesarebasedonERFs/MRFs.Fromthe
4、technologicalpointofview,thetactilestimulationcanbedonebysolutionsbasedonmechanicalneedlesactuatedbye2lectromagnetictechniques(solenoids,voicecoils),piezoelectriccrystals,shapememoryalloys,pneumaticsystemsandheatpumpsystemsbasedonPeltiermodules.Keywords:hapticfeedback;hapticdevice
5、s;virtualreality;telepresence供視覺圖像信息,操作者不能從中獲得真實的感受。0引言2002年MarcOErnst在《nature》中指出人的視覺偏[2]隨著遙科學的發(fā)展,對遙操作機器人的控制精差直接依賴于力/觸覺信息的修正。遙操作和虛度、穩(wěn)定性和透明性以及機器人操作的復雜性提出擬操作的研究還表明,力/觸覺信息的反饋可以極大了越來越高的要求。雖然全自主機器人是機器人學提高精細作業(yè)任務的效率和精度,如對插銷入孔操者追求的目標,但由于全自主智能機器人短期內在作的對比實驗表明,提供操作者力/觸覺反饋信息比機構、控制、傳感和人工智能等支撐
6、技術上發(fā)展不成[3]僅有圖像顯示可以使任務完成時間縮短近一半。熟而難以實現,因此基于交互方式的遙操作機器人文章將綜述當前力/觸覺的發(fā)展狀況,介紹力/仍然是目前乃至今后相當長時間中研究的重點和熱觸覺的概念和應用,回顧力/觸覺設計的研究和發(fā)點。展,對力/觸的發(fā)展進行展望。對人類獲取信息能力的研究表明,力/觸覺是除視覺和聽覺之外最重要的感覺,當機器人與環(huán)境相1力/觸覺系統互作用時,比如組裝工件、插銷入孔等,如果僅僅提力/觸覺設備是刺激人的力/觸覺的人機接口裝置,人的力/觸覺包括肌肉運動覺(力、運動)和觸覺收稿日期:2006-06-12(接觸、刺激),力覺設備能夠
7、盡可能真實地再現遠基金項目:國家重大基礎研究973項目資助(2002CB312102);國家自然科學基金項目(60675047)程或虛擬環(huán)境中的硬度、重量和慣量信息,而觸覺設作者簡介:王愛民(1968-),男,副教授,博士生,主要從事機器備能夠再生真實的觸覺要素,如紋理、粗糙度和形狀人力/觸覺、測控技術和智能系統方面的研究。等。2007年第2期工業(yè)儀表與自動化裝置·15·在虛擬現實和遙操作系統中,研制出能夠精確CyberGrasp,由兩部分組成,一部分是數據手套,另地反饋大范圍力/觸覺信息的設備是至關重要的,例一部分是外骨骼結構,數據手套能夠準確的測量出如
8、外科手術中,外科醫(yī)生能夠感覺到不同肌體組織手的姿態(tài),力反饋信息由安
