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CHAPTER11机器人遥操作技术2遥操作控制系统肌肉活动提取基于sEMG的变增益控制实验设计11.4基于触觉反馈的Baxter机器人遥操作控制11.4基于触觉反馈的Baxter机器人遥操作控制概述新特征的遥操作方法回顾：表面肌电信号（sEMG）特点：（1）能反映人类肌肉活动。（2）易于获取和快速自适应响应。（3）应用广泛。3遥操作控制系统系统简介遥操作系统的结构MYO手环Baxter机械臂运动学模型Omni触觉操作杆遥操作系统采用主从控制结构，主端使用触觉设备，从端设备主要由七自由度Baxter机器人组成。4

工作区匹配Omni和Baxter的框架轴方向5工作区匹配

工作区匹配结果工作空间匹配的结果如右图所示：红点云是从属工作空间，灰点云代表主工作空间。6肌肉活动提取

7基于sEMG的变增益控制控制增益计算

8（2）力矩控制模式：指定的控制增益将以一定比例倍数影响从端机械臂的刚度。控制器设计（1）位置控制模式：操作者能够通过肌肉收缩来调节机械臂的运动速度。9实验比较在位置控制模式下的测试在位置控制方法中，可以通过设置控制增益来改变遥控机器人的跟随速度。我们设计了一个抓取和放下的任务来测试基于EMG的可变增益控制方法的性能。在该实验中，操作者将从目标上用蓝色十字标记的起始位置抓取目标对象（图a所示的绿色物体）到桌子上标记为红叉的目标位置，如图b所示。a.接送任务b.提升和移动任务10（a）（b）（c）（d）

图1高增益模式（a）（b）（c）（d）

图2低增益模式（a）（b）（c）（d）

图3基于sEMG的可变增益模式（1）低增益模式和基于EMG的可变增益模式的操作员可以平滑且准确地到达和放置目标。（2）在高增益模式下，未经训练的操作者很难在第一时间准确地抓住物体。（3）在高增益模式和基于sEMG的可变增益模式下，整个抓取和放下任务的时间消耗相对较低，而在低增益模式下则高得多。对比实验表明，在位置控制模式中基于sEMG的可变增益模式确保了操作员高效，平滑和准确的操纵机器人完成指定任务。测试结果11a.末端执行器速度b.肌电信号c.力反馈通过分析基于sEMG的可变增益控制模式的测试数据(如下图所示)，可以得出当操作者受到反馈力时，机械臂的速度将增加，反之亦然。12在力矩控制模式下测试a.高刚度模式b.低刚度模式c.变刚度模式d.跟踪均方根误差在刚度控制方法中，可以设定机械臂的刚度来调节机械臂的力矩。提升和移动任务可以用来验证基于EMG的可变刚度的控制模式，能否在效率和准确性方面有所提高。由图可得，在基于sEMG的变刚度模式下机械臂可以提升物体并保持自身稳定，且跟踪均方根误差最低。下图呈现了分别施加高刚度，低刚度和基于sEMG变刚度控制策略时的结果，以及三种不同模式下跟踪的均方根误差。13a.刚度估计b.肌电信号c.力反馈通过分析基于sEMG的可变刚度控制模式的测试数据(如下图所示)，可以得出当操作

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