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《人机交互中的力_触觉设备进展综述》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、·14·工业仪表与自动化装置2007年第2期人机交互中的力/触觉设备进展综述王爱民,戴金桥(东南大学仪器科学与工程系,江苏南京210096)摘要:在虚拟现实和遥操作系统中,力/触觉接口是非常重要的人机交互设备。目前的力觉装置有外骨骼和固定设备、数据手套和穿戴设备、点交互设备和专用设备等,这些力觉装置中采用气动、液压、电机或磁场等驱动的主动式力反馈居多,也有基于液体智能材料的被动式力觉反馈。触觉的实现方法主要有由电磁(螺线管、发声线圈)驱动的机械振动,压电晶体、形状记忆合金驱动的探针阵列,气动系统,热力泵(塞贝克效应)系统等。关键词:力/触觉再现;力/触觉装
2、置;虚拟现实;临场感+中图分类号:TP242161文献标识码:A文章编号: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供视觉图像信息,操作者不能从中获得真实的感受。0引言2002年MarcOErnst在《nature》中指出人的视觉偏[2]随着遥科学的发展,对遥操作机器人的控制精差直接依赖于力/触觉信息的修正。遥操作和虚度、稳定性和透明性以及机器人操作的复杂性提出拟操作的研究还表明,力/触觉信息的反馈可以极大了越来越高的要求。虽然全自主机器人是机器人学提高精细作业任务的效率和精度,如对插销入孔操者追求的目标,但由于全自主智能机器人短期内在作的对比实验表明,提供操作者力/触觉反馈信息比机构、控制、传感和人工智能等支撑
6、技术上发展不成[3]仅有图像显示可以使任务完成时间缩短近一半。熟而难以实现,因此基于交互方式的遥操作机器人文章将综述当前力/触觉的发展状况,介绍力/仍然是目前乃至今后相当长时间中研究的重点和热触觉的概念和应用,回顾力/触觉设计的研究和发点。展,对力/触的发展进行展望。对人类获取信息能力的研究表明,力/触觉是除视觉和听觉之外最重要的感觉,当机器人与环境相1力/触觉系统互作用时,比如组装工件、插销入孔等,如果仅仅提力/触觉设备是刺激人的力/触觉的人机接口装置,人的力/触觉包括肌肉运动觉(力、运动)和触觉收稿日期:2006-06-12(接触、刺激),力觉设备能够
7、尽可能真实地再现远基金项目:国家重大基础研究973项目资助(2002CB312102);国家自然科学基金项目(60675047)程或虚拟环境中的硬度、重量和惯量信息,而触觉设作者简介:王爱民(1968-),男,副教授,博士生,主要从事机器备能够再生真实的触觉要素,如纹理、粗糙度和形状人力/触觉、测控技术和智能系统方面的研究。等。2007年第2期工业仪表与自动化装置·15·在虚拟现实和遥操作系统中,研制出能够精确CyberGrasp,由两部分组成,一部分是数据手套,另地反馈大范围力/触觉信息的设备是至关重要的,例一部分是外骨骼结构,数据手套能够准确的测量出如
8、外科手术中,外科医生能够感觉到不同肌体组织手的姿态,力反馈信息由安
