基于微装配的主从式遥微操作机器人系统的研究

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该文在"国家863智能机器人机构网点实验室"支持下,以建立面向微装配的遥微操作机器人系统为目标,进行了大量的调研和研究工作,并在已有微操作机器人研究成果和全面分析国内外遥微操作机器人研究状况的基础上,对基于微装配的遥微操作机器人系统及其关键技术进行了深入的研究.遥微操作机器人在系统组成上有很多特点,该文在对遥微操作机器人进行全面综述的基础上,深入分析了遥微操作机器人的结构和组成原则,包括主操纵手的设计、左右手配置、旋转自由度的配置、刚度匹配、显微镜的配置、微力传感器的配置,在此基础上,研制出基于微装配的主从式遥微操作机器人系统,该系统由主操纵手、微操作手、宏动作业平台、微夹持器、显微视觉系统、力觉感知系统组成,具有显微视觉监控、力觉感知、双手宏微遥控运动能力.在遥微操作机器人系统中,主操纵手是人与微操作机器人的交互接口,操作者既要通过主手控制微操作机器人完成高精度的运动,又要通过主手感受操作力信息.主手对于系统的可操纵性、力保真度、稳定性都具有重要的影响.因此,高性能的主手及其控制系统是精确完成微操作的重要保证.该文针对微操作的特点,研制出完全解耦缩放仪式三自由度主操纵手,并在此基础上研制了主操纵手的驱动控制系统,该主手具有结构紧凑、体积小、惯性小、运动灵活、无运动耦合等特点,其伺服控制系统可实现精确的位置或速度控制,力传感系统可准确地检测操作者施加的作用力.该文的研究工作为遥微操作的研究提供了可以借鉴的理论和实践经验,有助于推动机器人微操作,特别是微装配技术的发展.
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