定位:面向物理机器人遥操作+模仿学习的数据采集型外骨骼力反馈手套;核心特点:钢索式外骨骼主动阻力反馈+1kHz高速环路,主打双向触觉闭环遥操作、具身演示数据集采集。
一、方案概述
整套系统实现闭环遥操作:人手运动采集 →上位机映射→灵巧手执行;灵巧手触觉/力传感回传 →R1外骨骼生成手指阻力+振动,反馈到人手上。R1拥有钢索牵引的主动屈曲阻力,可以物理挡住你的手指,模拟物体抓取时“捏不动”的刚性感,适合易碎件精细抓取、模仿学习多模态(姿态+力)数据采集。
二、硬件组成
核心:SenseGlove‑R1手套
• 手指追踪:20DOF五指采集,霍尔旋转传感器共40个;关节平均误差0.42°;指尖精度:张开≤3 mm,握紧≤7 mm
• 更新频率:1 kHz原始采样率,手套‑PC原生延迟≈10 ms;全链路(含灵巧手)通常20‑40 ms
• 主动力反馈(钢索):拇指、食指、中指、无名指共4路;小指无主动力反馈,只能振动提示
• 振动触觉:8颗LRA振动器;5个指尖各1颗,掌带内置3颗;用于碰撞、打滑、接触告警
被控灵巧手(主流适配机型)
原生Mapper支持,复杂机型需要自定义映射开发:• PSYONIC Ability‑Hand、Shadow Hand•Unitree Dex3‑1、Tesollo DG‑5F、Xynova‑Flex、ByteDexter20DOF等市面主流!如果要做完整手臂+手遥操作:搭配Haption Virtuose / Haply Inverse3作为6D手臂主端;手套只管手指运动与手指力反馈,主臂管手臂空间运动与手臂力反馈,构成完整上肢遥操作系统。
配套硬件
1. 实时工控上位机(Windows/Linux,跑SenseCom后台、ROS2、映射逻辑)
2. 位姿追踪模块:Vive Tracker / OptiTrack;或者外接6D力反馈主臂
3. 视觉链路:远端相机+VR头显(Quest/Pico),操作员沉浸式第一视角;也可以普通显示器
4. 灵巧手触觉传感器套件:Xela uSkin / 原厂内置触觉传感器;必须有指尖力数据,否则R1无法回传主动阻力
三、系统三层闭环架构
1. 采集层(人侧)
R1读取五指全部关节角度;外接追踪设备读取手腕6D空间姿态;原始数据送入SenseCom后台服务。
输出格式:各关节转角、弯曲百分比、指尖位置;Python / ROS2话题直接读取。
2. 中转映射层(上位机,核心)
①预处理:滤波、人机手型标定补偿;官方自带RobotHandMapper工具;
②跨本体映射:人手20DOF →目标灵巧手DOF;做自由度重分配、限位保护、缩放补偿;
关键点:人手与机器人骨骼不一样,必须标定,否则会出现关节超限;欠驱动灵巧手开启维度合并;全驱动高DOF灵巧手逐关节映射;
③下发运动指令:关节位置/速度指令下发远端灵巧手;
④反馈解算:灵巧手指尖压力、接触力、碰撞信号回传;换算为R1钢索拉力(mN级别)+振动幅值;下发回手套,作用于人手指;
控制注意:主动力反馈禁止阶跃;必须用弹簧式增益F=K·Δx,否则系统震荡抖动。
3. 执行‑反馈层(机器人侧)
灵巧手执行抓取作业;触觉传感器实时采集接触力、接触区域、打滑事件;回传上位机,闭合双向触觉环路。
四、软件与开发接口
• 后台服务:SenseCom,所有硬件通信底层
• API:Python API、C++;ROS2 Humble/Jazzy;支持Isaac Sim虚实同步
• 两种开发模式:
1)快速原型:直接调用官方RobotHandMapper,填入目标灵巧手DH参数,少量调参即可跑通遥操作;适合科研快速验证;
2)深度定制:接管原始传感器数据流,自己写跨形态映射;适合人形机器人模仿学习数据集采集,同步记录「人手姿态+手指交互力+机器人状态+触觉」多模态演示数据。
六、优势
1. 真正主动刚性力阻反馈:可以物理限制手指弯曲,模拟硬物体抓取,远优于纯振动式反馈(MANUS Haptic只有振动);精细抓取易碎件体验优势明显;
2. 1kHz高速环路,非常适合模仿学习多模态演示数据采集;同时记录姿态+交互力,对具身AI训练价值很高;
3. 原生ROS2支持,机器人生态友好;可以虚实打通,仿真端也可以开启力反馈;
4. 外骨骼刚性结构,佩戴上手型变化带来漂移很小,长时间实验不用反复重标定。
七、典型应用场景
1. 人形机器人模仿学习、多模态演示数据集采集(最核心场景);采集「姿态+交互力」遥操作演示数据;
2. 精密遥操作:微小器件装配、易碎物体远程精细抓取;
3. 特种遥操作原型验证(核、防爆);
4. 人机交互、遥操作闭环控制科研;
5. 虚实结合仿真,仿真灵巧手双向力反馈交互。
关于搜维尔科技
我们热衷于遥操作技术的研发与推广。我们热衷于推动技术发展,使其处于技术前沿甚至更前沿。在这个频道上,我们想分享我们基于遥操作技术的最新体验。搜维尔科技与SenseGlove总部签署代理合作协议,成为其在中国大陆地区的授权代理经销商。搜维尔科技现支持相关产品购买、咨询与售后支持等服务,欢迎垂询。
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