针对传统碰撞风险量化考虑因素不全导致遥操作机器人碰撞情况量化结果不精确的问题,提出一种新的碰撞风险量化模型。该模型不仅考虑距离因素,还考虑速度和外部环境等间接因素对碰撞的影响。将碰撞风险应用于力反馈避障模型中,通过主手向操作者提供虚拟力来感知环境中的障碍物,从而控制机器人避开。采用位置-速度映射搭建主从控制系统,对提出的碰撞风险量化模型和力反馈避障模型进行验证。结果表明所提出的碰撞风险模型能正确反映机器人的碰撞情况,并且操作者能根据主手提供的反馈力控制机器人避开障碍物。

虚拟约束基于操作空间的正交分解,将末端执行器的位置和姿态空间分别分解为自由运动和受约束运动2部分,实现准确的预定义轨迹跟踪和灵活的器械姿态调整;医生借助力反馈获得可靠的临场感,依据自己的经验判断调整手术进度、施力大小,达到对手术操作的控制。

设计了一种静电力反馈控制的三明治式微机械干涉加速度计,加速度计由敏感芯片、半导体激光器、光电二极管以及相应的驱动电路和反馈控制电路组成.敏感芯片为玻璃-硅-玻璃3层结构,通过硅-玻璃键合体硅工艺制成.硅质量块由铝梁支撑,底部玻璃基片上有金属光栅和电极,通过在质量块和底部玻璃基片上的电极之间施加电压可以调节质量块与玻璃基片间的间隙.入射激光照射到敏感芯片上的光栅上,产生衍射光束,其光强随质量块与下玻璃的间距而变化.反馈控制电路通过测量衍射光强的变化来改变质量块与底电极之间的电压,使得质量块与底部玻璃基片的距离保持为入射光波长1/8的奇数倍,从而提高输出线性度,改善灵敏度,增大量程.

室外移动机器人的遥控系统由移动指挥站、移动机器人站、无线通信系统组成.在临场感遥控系统中,需要将移动机器人站摄像头得到的图像经过发射机和天线传送给移动指挥站.为了使得图像的接收效果更好,使用定向天线增强天线增益.定向天线只有在某一个方向上增益最强,定向发送天线固定在该云台上,根据位置和角度信息控制云台转动使得接收天线始终对准目标点.为了增强定向天线的接收效果,设计了自动对中天线云台系统和遥控器.

微创外科手术（MIS，Minimally Invasive Surgery）机器人技术是近年发展起来的一个新兴的研究领域，该领域集医学、工程等多学科知识为一体，具备很大的研究价值。文中通过对该研究领域一些相关文献进行研究，归纳了微创外科手术机器人技术的特点、发展历史与现状、关键技术以及研究热点分支。针对我国缺乏自主研发的微刨外科手术机器人系统，而国外同类产品价格昂贵的状况，研究自主知识产权的微创外科手术机器人系统对于我国医疗卫生水平的提高具有重要战略意义。

电液伺服阀作为伺服机构的一个重要元件,决定着伺服机构的特性,影响整个飞行器的工作性能与可靠性。本文针对双喷嘴挡板式力反馈电液伺服阀,进行可靠性设计与分析,建立可靠性模型,并对其可靠性进行预测。

设计了一种主从手均为液压Stewart机构的主从控制系统,用于操作者以遥操作的方式进行复杂曲面的研磨,避免研磨粉尘对现场工作的工人造成呼吸道伤害。针对该机构需具有六维力反馈的工作要求,采用基于工作空间的四通道力觉双向伺服策略,以降低连杆差异和外界干扰力等非线性因素的影响,提高力反馈精度。在此基础上提出了六维的策略切换控制,解决因从端遭遇刚性冲击引起的主手震荡问题。通过柔性及刚性碰撞实验证明了该策略的有效性。

本文在理论上建立了一套基于主动力反馈原理的新型主动阻尼悬架的设计和优化方法.首先提出了该主动阻尼悬架的实现模型,该模型是在传统的液力减振器的基础上,应用半主动控制的思想,结合力反馈的原理建立起来的内部液压反馈阻尼网络模型.理论优化分析和计算机仿真表明,通过该液阻网络模型,即可以实现电控的主动阻尼悬架的功能,它可以根据汽车行驶路况的好坏,自适应地调节悬架阻尼大小以实现主动阻尼悬架的最优控制.

对先导式位移一力反馈控制原理在变量控制机构上的应用进行探讨，建立了控制系统的数学模型，对变量控制系统进行了仿真分析。

开发了一种用于遥操作双向伺服系统力反馈工作的液压二自由度力反馈操纵杆．该操纵杆采用PID控制器控制的电液伺服系统进行驱动，可以有效地解决一般电机型力反馈操纵杆在刚度和响应速度方面不足的问题．介绍了系统的软硬件构成，并通过对系统运动性能的分析，设计了用于该系统的力反射型力反馈算法，最后通过实验验证了该算法的有效性．实验证明，该操纵杆具有较好的力反馈操作特性，能够满足遥操作系统力反馈工作的需要．