中文摘要：

本项目首先建立人手对不同物体表面的触觉和抓持不同物体时的力觉的力学模型，研制采用气动喷嘴的触觉模拟系统和采用气动柔性执行器的力觉模拟系统，在充分进行理论研究和实验研究的基础上，研制触觉和力觉反馈控制系统。从而为建立一套具有自主知识产权的、具有感觉和力觉反馈的、用于虚拟现实技术的数据手套打下基础。

结论摘要：

随着虚拟现实技术的不断发展，将力触觉感知引入到虚拟环境中显得越来越重要，特别是当操作者需要感知虚拟手与虚拟物体、虚拟环境接触的交互力时。本课题主要针对利用气动原理实现触觉做了如下方面的一些研究。对于触觉，建立手指的触觉模型，并采用有限元分析方法分析喷嘴气流作用到手指上压力分布；分析了利用喷嘴产生触觉的机理，并对手指对于压力的分辨阈值进行了测量。对于力觉，研制一种基于气动人工肌肉的外骨架式力反馈数据手套，建立手指的静力学模型。基于平面四连杆的运动稳定性原理测量手指关节的弯曲角度，采用标准的形状模板确定手指的4个弯曲姿势，标定数据手套每个关节的参数，并运用浮点数编码的遗传算法来求解。建立数据手套的控制系统，实现柔性物体模拟和手指的力再现。实验表明，利用气动人工肌肉能够实现真实的力反馈。