软体机械手遥操作系统的设计与分析

作     者：姚建涛 陈新博 陈俊涛 魏纯杰 张帅 李海利 赵永生 YAO Jiantao;CHEN Xinbo;CHEN Juntao;WEI Chunjie;ZHANG Shuai;LI Haili;ZHAO Yongsheng

作者机构：燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2020年第31卷第16期

页      面：1968-1977页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51975505,51675459) 河北省高校百名优秀创新人才支持计划资助项目(SLRC2019039)。 

主　　题：软体机械手 遥操作 力学建模 手势映射 

摘      要：面向气动软体机械手在远程非结构化环境下作业的工作需求,搭建了软体机械手遥操作系统。基于“快速气动网络及模块化可拆卸原则,设计制作了软体弯曲致动器,根据实验需要组装成仿人手形软体机械手。在Yeoh模型基础上建立了软体致动器的力学模型并借助仿真分析加以修正,为软体致动器的控制提供了理论依据。设计了遥操作系统的总体结构,提出了气动软体机械手的驱动模式与控制策略,在C#窗体应用程序中开发了客户端软件。基于蒙皮技术在3D Max软件中对软体致动器进行建模,在Unity3D中搭建了虚拟作业场景,通过脚本程序设计实现远地端反馈信息对软体末端的运动控制和对目标对象的碰撞与拾取。开展软体致动器弯曲角度与充气气压实验,验证分析力学模型的准确性;开展遥操作手势映射实验,分析与探讨软体机械手遥操作系统的可行性及其进一步研究与应用。