手部力反馈装置及系统研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-18页 |
| 1.1 手部力反馈技术概述 | 第10-13页 |
| 1.1.1 力反馈的概念 | 第10-11页 |
| 1.1.2 力反馈设备的分类 | 第11-12页 |
| 1.1.3 力反馈技术的应用 | 第12页 |
| 1.1.4 手部力反馈技术的研究意义 | 第12-13页 |
| 1.2 国内外研究现状 | 第13-16页 |
| 1.2.1 国外研究现状 | 第13-15页 |
| 1.2.2 国内研究现状 | 第15-16页 |
| 1.3 论文研究内容和组织结构 | 第16-18页 |
| 第二章 力反馈手柄原理与结构 | 第18-28页 |
| 2.1 引言 | 第18页 |
| 2.2 力反馈手柄的工作原理 | 第18页 |
| 2.3 力反馈手柄的设计原则 | 第18-19页 |
| 2.4 力反馈执行器和位置传感器 | 第19-21页 |
| 2.4.1 力反馈执行器的选择 | 第19-20页 |
| 2.4.2 电气时间常数 | 第20页 |
| 2.4.3 电机堵转的安全性 | 第20页 |
| 2.4.4 位置传感器的选择 | 第20-21页 |
| 2.5 力反馈手柄结构的设计 | 第21-25页 |
| 2.5.1 总体结构设计 | 第21-23页 |
| 2.5.2 圆柱体套筒的设计 | 第23页 |
| 2.5.3 长方体框的设计 | 第23-24页 |
| 2.5.4 底座设计 | 第24页 |
| 2.5.5 X轴及Y轴转轴及轴承的设计 | 第24页 |
| 2.5.6 齿轮传动机构设计 | 第24-25页 |
| 2.5.7 手柄的表面处理 | 第25页 |
| 2.6 机构运动学分析 | 第25-26页 |
| 2.7 本章小结 | 第26-28页 |
| 第三章 硬件电路设计 | 第28-38页 |
| 3.1 引言 | 第28页 |
| 3.2 力反馈手柄硬件电路总体结构 | 第28-29页 |
| 3.3 控制器选型 | 第29-30页 |
| 3.4 电源供电模块 | 第30页 |
| 3.5 光电编码器接口模块 | 第30-32页 |
| 3.5.1 光电编码器的原理及输出 | 第31-32页 |
| 3.5.2 光电编码器接口电路设计 | 第32页 |
| 3.6 电机驱动模块 | 第32-35页 |
| 3.7 通信电路模块 | 第35-36页 |
| 3.8 本章小结 | 第36-38页 |
| 第四章 力反馈手柄系统软件设计 | 第38-52页 |
| 4.1 引言 | 第38页 |
| 4.2 力反馈手柄下位机软件设计 | 第38-42页 |
| 4.2.1 下位机软件设计 | 第38-39页 |
| 4.2.2 光电编码器计数模块 | 第39-40页 |
| 4.2.3 驱动电机模块 | 第40-41页 |
| 4.2.4 串口通信模块 | 第41-42页 |
| 4.3 力反馈手柄上位机软件设计 | 第42-51页 |
| 4.3.1 上位机软件需求分析 | 第42-43页 |
| 4.3.2 软件总体设计 | 第43-44页 |
| 4.3.3 软件整体布局 | 第44-45页 |
| 4.3.4 串口通信模块 | 第45-47页 |
| 4.3.5 数据显示模块 | 第47-48页 |
| 4.3.6 三维场景模块 | 第48-50页 |
| 4.3.7 碰撞检测与力反馈建模 | 第50-51页 |
| 4.4 本章小结 | 第51-52页 |
| 第五章 力反馈手柄系统稳定性分析 | 第52-68页 |
| 5.1 引言 | 第52-53页 |
| 5.2 力反馈系统建模 | 第53-62页 |
| 5.2.1 操作者建模 | 第53-54页 |
| 5.2.2 力反馈手柄建模 | 第54-55页 |
| 5.2.3 虚拟环境建模 | 第55-56页 |
| 5.2.4 力反馈系统总体建模 | 第56-58页 |
| 5.2.5 稳定性分析 | 第58-62页 |
| 5.3 基于预测插值的力反馈控制方法 | 第62-66页 |
| 5.3.1 预测算法 | 第63页 |
| 5.3.2 插值算法 | 第63-64页 |
| 5.3.3 实验结果分析 | 第64-66页 |
| 5.4 本章小结 | 第66-68页 |
| 第六章 基于力反馈手柄系统的人机工程学实验 | 第68-84页 |
| 6.1 引言 | 第68页 |
| 6.2 人机工程学实验设计 | 第68-70页 |
| 6.3 实验过程 | 第70-71页 |
| 6.4 实验结果分析 | 第71-82页 |
| 6.4.1 引导力对操作效率的影响 | 第71-72页 |
| 6.4.2 复位力与人体手部操作范围的关系 | 第72-74页 |
| 6.4.3 虚拟物体运动速度与手部操作范围的关系 | 第74-77页 |
| 6.4.4 臂长与手部操作范围的关系 | 第77-78页 |
| 6.4.5 不同方向操作幅度的差异 | 第78-79页 |
| 6.4.6 人体操作范围及操作速度的确定 | 第79-80页 |
| 6.4.7 操作手柄轨迹分析 | 第80-81页 |
| 6.4.8 手柄头舒适性分析 | 第81-82页 |
| 6.5 本章小结 | 第82-84页 |
| 第七章 总结与展望 | 第84-86页 |
| 7.1 总结 | 第84-85页 |
| 7.2 展望 | 第85-86页 |
| 致谢 | 第86-88页 |
| 参考文献 | 第88-92页 |
| 硕士期间参与发表的论文和专利 | 第92页 |
