力/触觉反馈是虚拟现实交互技术中一种重要的交互形式。磁流变液执行器是最具发展潜力的力/触觉反馈装置。提出了一种适用于手指力反馈的便携式圆筒磁流变液执行器的设计方法,导出了基于B ingham塑性模型的阻力矩公式,分析了磁流变液特性和执行器结构参数对阻力矩的影响,并通过有限元分析进行优化设计,执行器的直径为31 mm,高度为38 mm,重200 g。实验测定了阻力矩和输入电流之间的关系,并采用二次多项式拟合。输入电流为0.6 A时,执行器产生的阻力矩为255 N.mm,结果表明,该执行器产生的阻力矩足以阻止手指抓取虚拟物体。

室外移动机器人的遥控系统由移动指挥站、移动机器人站、无线通信系统组成.在临场感遥控系统中,需要将移动机器人站摄像头得到的图像经过发射机和天线传送给移动指挥站.为了使得图像的接收效果更好,使用定向天线增强天线增益.定向天线只有在某一个方向上增益最强,定向发送天线固定在该云台上,根据位置和角度信息控制云台转动使得接收天线始终对准目标点.为了增强定向天线的接收效果,设计了自动对中天线云台系统和遥控器.

为了提高磁流变液执行器力学模型的精度,建立了适用于电流随机变化且包含磁滞特性的三圆盘磁流变液执行器的分段线性力矩-电流模型.分析了执行器的工作原理,推导了基于Bingham塑性模型的力矩公式.磁路由铁磁物质和磁流变液组成,说明了这2种物质的磁特性,分析了铁磁物质中存在磁滞以及在磁流变液中观察不到磁滞的原因.铁磁物质的磁滞特性影响了执行器的力矩-电流特性,实验表明力矩和电流之间存在磁滞.当电流变化过程为0-1.2-0 A时,不包含磁滞特性的二次多项式模型的残余标准差分别为8.2和11.2 N.mm,分段线性模型的残余标准差分别为5.9和6.2 N.mm,分段线性模型的精度比较高.

根据力觉反馈的需要,设计了一种基于磁流变液的阻尼器,并建立了模型。介绍了磁流变液阻尼器的设计方法,该阻尼器由上、下盖组成密闭的壳体,转子通过轴设置于壳体内,壳体内充满磁流变液,在磁场作用下磁流变液屈服应力产生变化,转子相对于壳体转动时阻尼力连续快速变化,分析了阻尼器阻尼力构成及其可控性,运用较为简化的方法建立了阻尼器的逆动态模型,利用研制的阻尼器原型设计了实验系统并进行了挤压柔顺性物体和碰撞刚体力反馈实验,实验中阻尼器能够实现大范围的力觉反馈,因此表明设计方法有效、模型正确。

传统的汽车转向系统方向盘与车轮之间采用的是机械连接:即通过多个万向联轴器使转向角度达到使用要求,但这种传统转向装置最大的问题在于它的转向传动比是确定不变的,转向范围窄。此外,该机械结构与多个部件连接,增加了车辆的重量,降低了驾驶舒适度。如果转向装置不使用机械连接,而采用电气连接,则驾驶员首先控制方向盘转换为电信号,然后将电缆介质传递给控制单元,控制单元则基于相应的算法。指令的控制转移到执行机构,最终执行机制是对应的。由于没有机械连接,轮胎对路面力的感知不能直接传递给驾驶员,因此提供合适的道路仿真是电气连接转向系统的主要方面,绝大多数线控转向机构采用。电机作为执行器执行力反馈和模拟道路感。但如果力反馈失败,电机拖动方向盘事故的方向,这将造成隐患,因此有必要使用被动或主动地理控制的系...

为了提高配网带电作业的安全性和作业效率,设计配网带电作业机器人系统,包括主从遥操作液压机械臂、控制系统、带电作业工具系统、绝缘防护系统和绝缘斗臂车等,描述其特有的结构、技术参数和工作原理。采用主从位置闭环随动控制,主从手同构,主手具备力反馈,提高操作的灵活性和工作效率。在10 kV配网带电线路进行试验,验证了设计的合理性和优越性。

微创外科手术（MIS，Minimally Invasive Surgery）机器人技术是近年发展起来的一个新兴的研究领域，该领域集医学、工程等多学科知识为一体，具备很大的研究价值。文中通过对该研究领域一些相关文献进行研究，归纳了微创外科手术机器人技术的特点、发展历史与现状、关键技术以及研究热点分支。针对我国缺乏自主研发的微刨外科手术机器人系统，而国外同类产品价格昂贵的状况，研究自主知识产权的微创外科手术机器人系统对于我国医疗卫生水平的提高具有重要战略意义。

设计了一种主从手均为液压Stewart机构的主从控制系统,用于操作者以遥操作的方式进行复杂曲面的研磨,避免研磨粉尘对现场工作的工人造成呼吸道伤害。针对该机构需具有六维力反馈的工作要求,采用基于工作空间的四通道力觉双向伺服策略,以降低连杆差异和外界干扰力等非线性因素的影响,提高力反馈精度。在此基础上提出了六维的策略切换控制,解决因从端遭遇刚性冲击引起的主手震荡问题。通过柔性及刚性碰撞实验证明了该策略的有效性。

介绍了一种位移-力反馈型电液比例压力流量复合控制阀的结构原理动态分析与静动态性能试验研究同时还阐述了它在注塑机电液控制系统中的应用.

设计了一种电液伺服控制的并联六自由度力反馈手柄，使用该手柄能够向遥操纵从机械手传送位置、姿态、速度和力等多种信息，同时可以接收从机械手的力／力矩信息，为操作者提供力觉临场感。并对所设计手柄的操作性能进行了评价研究。