1、在遙操作系統(tǒng)中，由于操作者無法親臨機械臂作業(yè)現(xiàn)場，以及網(wǎng)絡傳輸時延的存在，會造成空間和時間上的信息不對稱，使得操作者對操作現(xiàn)場的實時信息缺乏足夠的感知。因此，操作者在利用遙操作系統(tǒng)對機械臂進行控制時，如何避免機械臂與作業(yè)環(huán)境中的其他物體發(fā)生碰撞，就顯得尤其重要。實踐中發(fā)現(xiàn)，最容易發(fā)生碰撞的部位為機械臂的末端。為了保障機械臂的安全，本文針對機械臂末端的防撞問題進行了深入的研究。
　　通過對傳統(tǒng)避障方法的利弊的分析，結(jié)合遙操作系統(tǒng)的特

2、點與需求，本文提出了一種基于虛擬力柔順的防撞算法。該算法為了達到防撞目的，在包圍盒模型外構建了三層防撞緩沖區(qū)，通過碰撞檢測技術及虛擬力計算模型生成虛擬碰撞力，進而通過虛擬力柔順來避障。采用Coin3D和VS2008搭建了機械臂遙操作系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)上驗證了本算法的有效性，解決了遙操作中機械臂末端的碰撞問題，證明了本算法在遙操作系統(tǒng)中的可行性。
　　為了提高算法的計算效率，保證防撞算法的實時性，利用包圍盒對障礙物模型進行簡化。通過對

3、機械臂幾何特征的分析，提出了一種基于中心軸的包圍盒模型。通過實驗，分析對比了傳統(tǒng)包圍盒與基于中心軸的包圍盒在包圍盒構建與碰撞檢測時的系統(tǒng)開銷，驗證了基于中心軸包圍盒模型的優(yōu)越性，證明了該包圍盒更加適用于機械臂的碰撞檢測。
　　相比傳統(tǒng)的通過避障路徑規(guī)劃來實現(xiàn)機械臂的無碰撞控制，本文提出的算法并不會將機械臂的運動限制在一條預先規(guī)劃的軌跡上，一方面大大提高了機械臂自由運動的范圍，另一方面也能夠最大限度地發(fā)揮人機交互實時控制的優(yōu)點，在機