仲 飞,钟 伟，黄 磊

(江苏科技大学机械工程学院，江苏 镇江 212003)

0 引言

机器人遥操作系统由操作者、主机器人、通信通道、从机器人以及环境5大部分构成。操作者操作主机器人经由通信环节去实现从机器人与环境间的交互。与环境交互的从机器人的动作内容完全由操作者决定，具有很强的实用性，可以满足各种工作需求。截至目前，遥操作系统已经被广泛应用于灾后救援和核辐射等危险环境[1]，人体微创手术等要求精细但操作空间狭小的环境[2]，通信环节允许的情况下，甚至被用在太空或者水下探索等远程环境[3]。

目前，对机器人遥操作系统的研究主要集中在几个方面：遥操作系统主从手结构优化；新空间映射算法的提出；转角控制精度及测量精度；研究力反馈功能方案；制定遥操作系统性能判断标准。

围绕以上问题，很多学者都做出了卓越的贡献[4-5]。随着计算机技术的发展，基于模型的实时仿真技术的优点越来越突出，逐渐被应用到了各行各业。本文提出了基于数学模型的遥操作系统的设计，并且结合相关硬件实现了该系统。

1 主从机器人遥操作系统的结构

本文研究的遥操作系统包括四自由度串联主手、通信环节、四自由度串联从手、操作者和环境5个部分[6]。如图1所示，当操作者移动主机器人时，编码器与主机器人各个关节相连电机的角度发生变化，控制柜获取这些角度变化，对其进行处理之后，向从手端发送动作信号。另一方面从手端在接触到物体之后，力传感器检测到交互力，这个力经由控制环节处理后，传向主手端，主机器人以电机输出力矩去向操作者再现这个力。……