Force Dimension 全系列触觉反馈装置：给用户真实的沉浸式体验

如何定义一款优秀的力反馈设备？

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。

本期为大家带来的品牌及产品介绍是来自 Force Dimension 的全系列触觉反馈装置。

Force Dimension 公司依托瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL），成立于2001年，致力于高精度触觉再现技术创新。其研发制造有并联结构触力反馈主手Delta、Omega、Sigma、Lambda四大系列产品，在机器人、工业、航空航天、医疗和消费电子等领域方面获得国际认可。同时，与EPFL、Stanford University以及瑞士设计中心等各国研发机构保持多年密切合作交流，服务全球触觉再现技术研究。

广东意大利贵宾会智能科技有限公司代理经营瑞士 Force Dimension 全系列触觉反馈装置，以顾问型销售模式，从用户利益角度提供专业建议和解决方案，与用户建立长期友好合作。服务科研，助力科技！

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Delta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