中国的手术机器人产业的前景会怎样？ 第1页

一款优秀的力反馈设备能够做到：操作者可以随意的自由运动，低驱动惯性和低摩擦，无动作限制，给客户真实的沉浸感。

Force Dimension 的全系列触觉反馈装置。

原理概述

人有五感：触、视、听、嗅、味，触觉（力觉）是唯一具有双向传递信息能力的信息载体。通过应用力反馈设备，用户可以真实的按照人类的肢体语言与机器进行信息交互，获得和触摸实际物体时相同的运动感，即可以产生真实的沉浸感。

Haptics

力触觉（Haptics)的感知是一种无所不在的对环境的感知能力，对于科研领域可以简单分为三大类：人类感知（生物神经）、机器感知（传感器）、计算机虚拟感知（数学建模）。

Tactile

接触区域的原始信息，如温度、颜色、纹理、刚度、形状、振动等，对于触觉感知，更多的是关注后四者。

图A：真实物体受力发生弹性变形，产生一个如图所示的反作用力。

图B：力反馈装置需要模拟出真实物体受力后产生反作用力的物理过程，这其中就包含采集人手的位置和着力信息，以及模拟出反作用力。

力反馈系统由用户、力反馈主手、机器人前段和计算机组成，力反馈在其中作为双向传递力信号的枢纽，一方面利用传感器测量客户的运动和位置，另一方面接受来自计算机和机器人前段的力学和运动信号，通过电机驱动等方式将力感反馈给用户，达到实时交互的效果。

围绕独特并联机构设计，使用氧化铝精细抛光运动连杆与框架，提供三自由度到七自由度模块化选型，并搭配不同末端执行器。

具有较大持续力，且持续时间足够稳定

使用力反馈设备操作机械臂进行持续性施力动作时，如组织穿刺、工件装持，完成一次动作均需要较长时间，稳定的施力是动作完成的基本条件。

合适的操作范围和机械自由度

主从手之间可以设置一定的位移和施力放大倍率，因而仅需考虑力反馈主手，让使用者能够在其活动范围内自由运动，自由度也是很关键的因素，如Omega.6为6in-3out。

较高的刚度，保证触力传递稳定性

力反馈设备的结构选择决定了其刚度和稳定性，Delta并联结构具有三角稳定性，刚度性能优越，持续力范围内变形非常小，使得操作更为准确。

低摩擦以及无多余振动

使用者直接接触力反馈主手，要获得更真实的触感，机械结构的摩擦、机械部件的重力、运动部件的振动等，需要具有十分严苛的补偿，直接体现为空载时的移动顺畅无阻力以及自动悬停。

合适的刷新频率以保证触感真实

类比于视觉，人眼感受到流畅的画面一般在24帧以上，低于24帧会产生卡顿感，而触觉则需要1K以上信息交互，即力反馈设备需达到1K以上刷新率，才能让使用者感受到流畅的触感。

符合人体工学设计和舒适性

根据人体工程学设计设备尺寸和运动结构，以降低使用者的不适和疲劳，无负担的触觉传递产生真实的沉浸感。

• 从三自由度到七自由度多型号，可升级
• 4kHz 高刷新速率，渲染逼真接触力
• 全空间准确的主动重力补偿，降低使用疲劳卓越的机械刚度与实时USB 2.0控制结合
• 开放的FD SDK为多款设备编程提供支持
• 兼容Windows、Apple等多种操作系统

Omega.7 抓握式末端力反馈

在Omega.3和Omega.6的基础上扩充具有抓握机制的运动末端，满足人手自然运动的同时，能够提供第七轴抓取触力反馈，由此诞生了经典的、具通用性的Omega.7。

双手工作站集成下，Omega.7为医疗行业、航天航空、虚拟现实等领域赋予了极强的活力，灵巧的操作，成为完成安全操作任务的优选。

Sigma.7是先进的触力反馈设备，独特的运动学设计将位移旋转很好地分离。

相比于Omega系列产品，Sigma.7创新主动式手腕，搭配专用于高性能力反馈电机，提供高保真扭矩反馈，并很大提升操作空间、持续力。

颠覆性的性能提升，使得Sigma.7成为手术医疗、空间机器人、特种机器人、微纳米操纵、虚拟现实领域顶级触觉反馈研究的好助手。