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SenseGlove觸覺反饋手套遙操作人形機(jī)器人、機(jī)械臂解決方案
硬件組成:
1. SenseGlove 力反饋手套:這是整個(gè)系統(tǒng)的核心交互設(shè)備,手套上配備了多種傳感器和執(zhí)行器。傳感器可以精確地捕捉用戶手部的動(dòng)作,包括手指的彎曲程度、手掌的朝向、手部的移動(dòng)速度等信息。執(zhí)行器則能夠根據(jù)系統(tǒng)反饋的信息,對手部產(chǎn)生相應(yīng)的力反饋,讓用戶感受到虛擬物體的大小、硬度、重量等物理特性。
2.機(jī)器人手臂:作為執(zhí)行遠(yuǎn)程操作的機(jī)械裝置,機(jī)器人手臂通常具有多個(gè)關(guān)節(jié)和自由度,能夠模擬人類手臂的各種動(dòng)作。它可以根據(jù)用戶通過 SenseGlove 手套發(fā)送的指令,在遠(yuǎn)程環(huán)境中進(jìn)行精確的操作,如抓取、搬運(yùn)、裝配等任務(wù)。
3.虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯:為用戶提供沉浸式的視覺體驗(yàn),讓用戶仿佛置身于遠(yuǎn)程操作的現(xiàn)場。虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯與 SenseGlove 手套和機(jī)器人手臂相互配合,使用戶能夠在視覺上實(shí)時(shí)觀察到機(jī)器人手臂的操作情況以及遠(yuǎn)程環(huán)境的變化,增強(qiáng)操作的真實(shí)感和準(zhǔn)確性。
4.攝像機(jī):放置在遠(yuǎn)程操作環(huán)境中的攝像機(jī)可以實(shí)時(shí)拍攝現(xiàn)場的圖像,并將圖像信息傳輸給用戶。用戶通過虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯可以看到攝像機(jī)拍攝的畫面,從而更好地了解遠(yuǎn)程環(huán)境的情況,以便更加準(zhǔn)確地進(jìn)行操作。
軟件系統(tǒng):
1.通信模塊:負(fù)責(zé)在 SenseGlove 手套、機(jī)器人手臂、虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯和攝像機(jī)等設(shè)備之間建立穩(wěn)定、高效的通信連接。確保用戶手部動(dòng)作的信息能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地傳輸?shù)綑C(jī)器人手臂,同時(shí)機(jī)器人手臂的反饋信息和攝像機(jī)的圖像信息也能夠快速地傳輸給用戶。
2.力反饋算法:根據(jù)機(jī)器人手臂在遠(yuǎn)程環(huán)境中與物體的交互情況,計(jì)算出應(yīng)該反饋給 SenseGlove 手套的力的大小和方向。例如,當(dāng)機(jī)器人手臂抓取到一個(gè)堅(jiān)硬的物體時(shí),力反饋算法會(huì)根據(jù)物體的硬度和抓取力的大小,計(jì)算出相應(yīng)的反饋力,讓用戶感受到物體的堅(jiān)硬程度。
3.對象檢測與識(shí)別模塊:幫助用戶在復(fù)雜的遠(yuǎn)程環(huán)境中快速準(zhǔn)確地識(shí)別和選擇操作對象。該模塊可以通過圖像識(shí)別技術(shù)和傳感器數(shù)據(jù)融合,識(shí)別出不同的物體,并將其信息顯示在虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯中,用戶可以通過 SenseGlove 手套選擇要操作的對象。
4.模擬訓(xùn)練模塊:為用戶提供模擬訓(xùn)練的環(huán)境,讓用戶在實(shí)際進(jìn)行遠(yuǎn)程操作之前,先在虛擬環(huán)境中進(jìn)行練習(xí)。模擬訓(xùn)練模塊可以模擬各種不同的操作場景和任務(wù),幫助用戶熟悉操作流程和提高操作技能。
應(yīng)用場景:
1.高危作業(yè):如拆除退役核彈和炸彈等危險(xiǎn)任務(wù),操作人員可以在安全的環(huán)境中,通過 SenseGlove 觸覺反饋手套遙操作系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制機(jī)器人手臂進(jìn)行操作,避免了直接接觸危險(xiǎn)物品,大大降低了風(fēng)險(xiǎn)。
2.工業(yè)生產(chǎn):在工業(yè)生產(chǎn)線上,工人可以使用該系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作機(jī)器人手臂進(jìn)行零件裝配、設(shè)備維護(hù)等工作。特別是在一些高溫、高壓、有毒等惡劣環(huán)境下,遙操作可以保護(hù)工人的安全。
3.醫(yī)療領(lǐng)域:醫(yī)生可以通過該系統(tǒng)遠(yuǎn)程操作醫(yī)療機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)、診斷等操作。例如,在遠(yuǎn)程手術(shù)中,醫(yī)生可以通過 SenseGlove 手套感受到手術(shù)器械與患者身體的接觸情況,提高手術(shù)的準(zhǔn)確性和安全性。
教育培訓(xùn):用于虛擬現(xiàn)實(shí)培訓(xùn),讓學(xué)員在虛擬環(huán)境中進(jìn)行操作訓(xùn)練,如機(jī)械維修、建筑施工等。學(xué)員可以通過 SenseGlove 手套感受到虛擬工具的重量、質(zhì)感等,提高培訓(xùn)的效果和學(xué)員的技能水平。
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