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摘要
机器人技术作为二十世纪最伟大的发明之一，被应用于多个领域，促进了现代工业的高速发展。随着人类探索与工作的环境越来越广泛，在人类无法进入且环境危险、复杂场合，如太空空间探索、核工业作业、水下勘查、远程医疗等领域，机器人很难根据 预设程序独自完成任务。因此，针对以上问题，对基于人机交互的力反馈型遥操作系统进行研究具有重要意义。本文从遥操作以及力反馈两方面出发，主要研究内容包括：
首先，通过对遥操作系统所需设备的调研，根据具体实验要求，选择 Phantom Omni机器人作为主端设备，Reinovo 六轴机器人作为从端设备，以及 Bioforcen 六维力传感器作为力采集设备。在此基础上，通过以太网将各设备与计算机连接，利用 VC6.0 的 MFC功能实现设备间数据的互通，完成了力反馈型遥操作系统的实验平台搭建。 其次，对主端设备与从端设备进行运动学建模，得到主从端设备的连杆模型及 D-H参数，建立正运动学方程，得出机械臂末端位姿矩阵与各关节角度的关系，并采用几何 法与代数法推导出从端 Reinovo 设备的逆运动学公式。 然后，根据主从端运动学模型，使用 Matlab 工具箱对主从端设备进行运动空间模拟， 利用随机点的方式求出工作空间图，以此设计出关节空间映射与操作空间映射两种映射方案，并进行试验分析，结合两种方案的优点设计了混合映射方案并进行实验分析。
最后，对六维力传感器进行标定以及解耦，消除了传感器各通道间信号的耦合；提 出一种基于正态分布的滑动平均滤波法，在满足曲线平滑性的同时，解决了连续周期性极端噪声及随机极端噪声对滑动平均值的影响；提出测量从端机械臂末端执行器零点、重力的方案，对六维力传感器的采样值进行了零点以及重力的补偿，消除了传感器在无负载时零点以及重力对测得数据的影响。
关键词：遥操作系统，空间映射，力觉反馈，滤波，重力补偿
abstract
As one of the greatest inventions in the 20th century, robot technology has been applied in many fields, which has promoted the rapid development of modern industry. With the development of human exploration and work environment, robots are difficult to complete tasks by themselves according to the preset procedures in the fields of human being unable to enter and environment is dangerous and complex, such as space exploration, nuclear industry operation, underwater exploration, telemedicine and other fields. Therefore, it is of great significance to study the force feedback teleoperation system based on human-computer interaction. This paper starts from two aspects: teleoperation and force feedback, and the main research contents include:
Firstly, according to the specific experimental requirements, phantom Omni robot is selected as the main equipment, reinovo six axis robot is used as slave device, and bioforcen six-dimensional force sensor is used as force acquisition equipment. On this basis, the equipment and computer are connected through Ethernet, and the MFC function of VC6.0 is used to realize the data exchange between devices, and the experimental platform of force feedback teleoperation system is completed. Secondly, the kinematics model of the main and secondary equipment is established, the connecting rod model and D-H parameters of the main and secondary equipment are obtained, the positive kinematics equation is established, the relationship between the position and attitude matrix of the robot arm and the joint angles is obtained. The inverse kinematics formula of the equipment from the end reinovo is derived by using the geometric method and algebra method. Then, according to the kinematics model of the master and slave end, the paper uses Matlab toolbox to simulate the movement space of the master-slave equipment, and uses the random point to find the workspace map. In this way, two mapping schemes are designed, which are joint space mapping and operation space mapping. The experimental analysis is carried out. The hybrid mapping scheme is designed and the experimental analysis is carried out combining the advantages of the two schemes.
Finally, the six dimensional force sensor is calibrated and decoupled, which eliminates the coupling of signals between the channels of the sensor; A sliding average filtering method based on normal distribution is proposed. The influence of continuous periodic extreme noise and random extreme noise on the sliding average is solved while satisfying the smoothness of curve; The paper proposes a scheme to measure zero point and gravity of actuator from the end of the end manipulator. The sampling value of the six dimensional force sensor is compensated by zero point and gravity, which eliminates the influence of zero point and gravity on the measured data when the sensor is not loaded.
Key words: teleoperation system, spatial mapping, force feedback, filtering, gravity compensation
目录
第 1 章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
机器人技术作为 20 世纪最伟大的发明之一，促进了现代工业的快速发展，机器人技术是涉及机械学、控制学、计算机学、传感器技术、微电子学、仿生学等多门学科的 高精尖综合性技术[1].机器人可以持续不间断的工作，且精度高，具有在恶劣环境中工作的能力，因此被广泛应用于工业生产、医疗设备、娱乐设施、军事、航天、水下等多个领域[2].虽然机器人技术已经得到了快速的发展，在各行业大大提高了生产力，但在 一些人类无法进入现场且环境复杂的特殊场合，实现机器人自主完成工作十分困难，依然需要人机协同来完成任务。例如在太空作业中，需要宇航员完成在轨装配、维修， 燃料加注等任务，在环境恶劣的太空中执行任务会对宇航员的安全造成极大风险[3];在排爆任务中，排爆人员进入极度危险的环境中排除破坏力极强的易爆物品，可能在拆除过程中触发引爆机关，对排爆人员的生命财产造成巨大损失[4];在医学手术中，手术创口越小，术后对病人的身体影响越小，恢复越快，在体内进行的微创手术对精确度要求极高，由于医生常常工作压力过大，一些小的失误可能会对患者造成额外损伤[5];在完成桥梁修筑、物体打捞等水下任务时，人无法长时间在水下进行作业[6].因此，面对人类无法进入的工作环境，利用人机交互模式的遥操作机器人技术成为解决此类问题的有效手段。
遥操作机器人能够将人类与机器人的特点相结合[7],充分发挥了人类的经验、智慧与判断力以及机器人精确、稳定、可在恶劣环境中作业的优势，使人类能够远离恶劣环 境的同时对复杂危险的任务进行处理。因此在上述的人类无法进入且工作环境复杂的场合，遥操作机器人得到了广泛应用[8].如利用遥操作技术的空间机械臂完成太空探索 任务[9],利用遥操作排爆机器人进入排爆现场对可疑物品进行排除[10],利用水下机器人进行海洋勘探、打捞以及船舶维护[11-13],利用遥操作机器人对核设施及核废料进行处 理[14],在医疗中也可利用遥操作机器人对患者进行体内微创手术[15]、心脏搭桥手术[16],以及患者康复训练[17]等治疗手段。遥操作机器人在各领域发挥着越来越大的作用。
在遥操作系统中，操作者通过操纵主端设备，再由主端设备控制从端设备来完成工作任务。典型的遥操作系统由操作者、本地主端机器人、计算机、通信通道、从端机器人与现场环境组成，其结构如图 1.1 所示。根据结构的不同，遥操作系统的结构可分为主从机械臂关节数量、形式相同的主从同构遥操作系统[18]以及主从机械臂关节数量、形式不同的主从异构遥操作系统[19].操作者对主端机器人进行操作，将机器人的关节角度、速度等信息通过通信通道传递给计算机，计算机对数据进行计算并把指令通过 通讯通道发送给从端机器人，从端机器人根据指令在远端工作环境中做出相应的动作。
在力反馈型遥操作系统中，在从端机器人上安装传感器检测数据，将从端机器人所处工作状态以及受力大小等数据传回计算机，再传递给主端机器人，使操作者可以感知 实际环境中的触觉反馈[20],操作者根据力反馈调整自己，从而减少失误。遥操作系统中也可以添加视觉和听觉传感器[21],提升操作者与机器人间的人机交互性。
遥操作系统要求稳定性以及透明性[22].稳定性要求主从机器人间的控制在任何条件下都是稳定的，透明性要求从端设备可以准确地跟随主端设备的指令，并使操作者可以真实地感受工作环境的受力，具有身临其境的感觉。因此，提升遥操作系统的稳定性以及透明性，是研究工作的重点。
机器人技术是如今重要的研究方向之一，而遥操作机器人技术是在危险场合保护工作人员安全，并利用机器人执行任务的有效解决方法，将被越来越多的应用在海底探测、空间探索、抢险救灾、医疗手术等领域。力反馈可以提高操作者的临场感，降低操作失误，提高工作效率。因此，对力反馈型遥操作系统的研究具有积极的意义。
1.2 遥操作机器人国内外研究现状
1.2.1 遥操作机器人国外研究现状
国外对于遥操作技术的研究和发展较早，1949 年，在美国阿贡国家实验室（ArgonneNational Laboratory）诞生了世界第一台主从式遥操作机器人 Model M1[23],被用于核工业中具有放射性核废料的处理，如图 1.2 所示。由于该机器人为纯机械结构，传动复杂 不适合远程作业，且跟踪性也不理想，在机器人中未安装传感器，因此在实际应用中具有很大局限性[24].1954 年，Goertz 等人在 ANL 实验室对该机器人进行了改进，利用伺服电机对机器人进行控制，构成了机电式遥操作系统，改善了远程控制的操作性[25].
随着上个世纪 60 年代计算机技术的出现及发展，在 1961 年 MIT 实验室利用计算机将从端机器人连接实现了对从端机器人的遥操作[26],计算机大大提高了遥操作系统的速度。网络技术的普及，美国生产了 SCARA 远程控制工业机器人[27],在工业生产中极大提高了生产力。80 年代随着美国对原子能领域的深入研究，为了处理放射性物 质，1982 年世界首台具备力觉反馈功能的遥操作机器人 M2 在美国中央研究实验室问 世[28],如图 1.3 所示，使遥操作的临场感进一步提高。1985 年，法国 Vertut 团队为遥操作系统引入了机器人视觉技术[29].在核工业方面，不仅美国研发了 M1、M2 型遥操作机器人，日本为了福岛核电站的工人在清理瓦砾时免受核辐射的危害，日本日立集团研发了 ASTACO-SoRa 清洁机器人[30],如图 1.4 所示。
在空间探索方面，美国研发的探测器 Surveyor 3 于 1967 年成功登陆月球[31],是人类使用最早的空间遥操作机器人技术，该探测器采集了 75 磅月球表面的土壤样本，是人类首次利用空间机器人完成的遥操作任务。80 年代，加拿大的斯巴宇航公司研制出航天飞机遥控机械臂系统（SRMS,Space Shuttle Remote Manipulator System），如图 1.5所示，并于 1981 年发射升空执行太空任务[32],在空间遥操作机器人实验中具有重大意义。2001 年加拿大在此基础上研发了空间站遥机械臂系统（SSRMS,Space StationRemote Manipulator System），如图 1.6 所示。该系统体型更大，负载能力更强，并且自由度冗余，具备更灵活的空间操作性[33].德国宇航中心于 1986 年启动 RoboterTechnology Experiment 计划[34],并于 1993 年将 ROTEX 空间机器人在哥伦比亚航天飞 机上进行了实验，实现了人类首次地面操作人员对太空舱内机器人的遥操控[35].该机器人装配了力觉传感器、红外传感器、摄像头等多个传感器，并采用虚拟现实 3D 预测仿真来解决延时问题，提高了遥操作系统的临场感[36].日本于 1997 年研制了 ETS-VII卫星，实现了人类首次无人自主交会对接[37],可用于卫星的修正轨道以及燃料补充。 2004 年 12 月，德国研制的 ROKVISS 轨道机器人由俄罗斯"进步号"发射升空，安装在国际空间站俄罗斯舱外，如图 1.7 所示，该机器人验证了空间协作模块以及地面远程 控制等模块，是目前最先进的遥操作机器人[38].美国航空航天局（NASA）研发出航天机器人 Robonaut,并于 2011 年发射升空[39],如图 1.8 所示。该遥操作系统利用 VR 技术以及触觉反馈使操作者沉浸在 Robonaut 的工作环境之中[40].
在医疗方面，美国 Computer Motion 公司于 1994 年研制出世界上首台医疗机器人辅助系统 AESOP-1000[41],可用机械臂代替医生对内窥镜进行握持以及移动，如图 1.9所示，实现了医生在不需要主手的情况下单独完成某些腹腔镜手术[42].1995 年，美国 NASA 与 美 国 微 灵 巧 系 统 公 司 合 作，研制 出 针 对 眼 部的手术机器人 系 统MicroDexterity[43],该系统首次实现了遥操作的控制方案完成手术，将医生从手术台解 放出来，医生在手术控制台通过主手控制从端机械手来完成手术。MicroDexterity 采用6 自由度的主从同构主从机械臂，并配备了力传感器，提高了医生操作的真实感，如图1.10 所示。1996 年，美国 Computer Motion 公司推出第二代手术机器人系统 ZEUS,该机器人系统由一个手术操作台、手术台上安装的三个具有 7 自由度机械臂以及对应的手术工具组成，如图 1.11 所示，是首台通用型临床微创手术机器人系统[44].2000 年，美国 Intuitive Surgical 公司推出了达 ? 芬奇手术机器人系统（da Vinci Surgical System） [45],并于 2003 年合并了 Computer Motion 公司，吸收了 ZEUS 系统的技术，对 da Vinci手术机器人系统进行了改进，成为了目前最先进的外科手术机器人系统，如图 1.12 所示。da Vinci 手术机器人目前发展至第三代，配备了三维显示系统，两个主端操作手以及四个从端机械臂，从端机械臂中有三个 11 自由度的手术操作臂及一个 7 自由度的内窥镜夹持臂，配合三维显示设备提高了医生操作的临场感，但未实现力觉反馈[46].
1.2.2 遥操作机器人国内研究现状
我国对遥操作机器人的研究起步于上世纪八十年代，国家分别于 1992 年和 1996年将临场感遥操作机器人技术纳入国家 863 计划立项研究。清华大学、哈尔滨工业大学、东南大学、北京航空航天大学、中国科学院沈阳自动化研究所等单位于 1992 年开始对临场感遥操作机器人技术进行研究并取得了丰富的成果。1997 年，东南大学研制出控制空间舱内机器人的 6 自由度力反馈控制器，如图 1.13 所示，并于 2004 年与南京军区防化研究所以及北京防化研究所合作，利用临场感遥操作技术研制出小型核化探 测与应急处置遥操作机器人[47],如图 1.14 所示，用于战场或核生化等事故现场代替士 兵执行侦查、取样等任务。中国科学院沈阳自动化研究所研发了多种用于军事反恐、抢 险救灾等领域的排爆机器人[48],如灵蜥-HW,如图 1.15 所示。2012 年 6 月 27 日，中 国船舶科学研究中心研制的"蛟龙号"在马里亚纳海沟成功下潜 7062 米，创造了人类作业型载人潜水器的最大下潜记录，工作面积可覆盖 99.8%的海域[49],如图 1.16 所示。
"蛟龙号"可利用遥操作技术执行海洋地质勘探、矿资源勘查、生物采样、水资源采样 等任务，对我国开发利用深海资源有着重要意义，也标志着我国海底载人科学研究和资源勘探能力达到国际领先水平[50].
在空间探索方面，我国于 2007 年 10 月成功发射了嫦娥一号绕月卫星，并利用遥操作技术对月球表面三维图像以及月壤成分进行探测[51].2012 年 6 月，我国实现了天 宫一号空间站与神州九号飞船的人工操作对接[52].2013 年 12 月 2 日，中国发射了嫦 娥三号探测器，是中国首个月球软着陆的无人登月探测器，如图 1.17 所示。当月 14 日，嫦娥三号探测器成功着陆月球，15 日嫦娥三号着陆器与巡视器分离，"玉兔号"月球车 成功登陆月球表面，并实现了与嫦娥二号的互拍，"玉兔号"如图 1.18 所示。"玉兔号" 利用遥操作机械臂对月球土壤进行勘测，实现了 38 万公里外机械臂毫米级控制[53],我国在太空探索方面已走在世界前列。
在医疗方面，2002 年，天津大学、南开大学与天津总医院合作自主研发了一套遥操作机器人辅助显微外科手术系统 RAMS（Robotic Assistant Microsurgery System）[54],如图 1.19 所示，左图为主手，右图为从手。该手术系统具有力反馈功能，医生可操纵 RAMS 的主手来控制从端机械手来实现长时间夹持细微血管、神经束等功能，使手术质量大大提高[55].2005 年，哈尔滨工业大学研制出基于遥操作技术的辅助正骨机器人系统[56],如图 1.20 所示。
2004 年天津大学、南开大学与天津总医院合作研发了另一套微创手术机器人系统"妙手"[57],如图 1.21 所示，并于 2010 年改进推出"妙手 A"微创手术机器人系统[58],如图 1.22 所示。"妙手"系列系统与 ZEUS 系统、da Vinci 系统相似，由医生通过 操控主手来控制从端机械臂进行手术，也未实现力觉反馈功能。北京航空航天大学研发了神经外科手术机器人[59],我国遥操作机器人技术在医疗领域的应用成果丰硕，不再一一列举。
综上所述，在抢险救灾、水下勘探、空间探索以及医疗辅助等领域的遥操作机器人中，存在主端控制设备控制从端机械臂操作不简洁直观、未实现力觉反馈、力传感器信 号受干扰使主端设备出现极端力反馈进而导致操作者误操作等问题。因此，本文针对 这些问题，对力反馈型遥操作系统进行研究。
1.3 论文研究目的及主要内容
为了增强遥操作系统的操作性，提高力反馈触觉的准确性，使遥操作系统更具临场感，从而降低操作员操作任务中的失误，本文针对力反馈型遥操作系统进行研究，主要内容包含以下几点： （1）对主端设备、从端设备以及六维力传感器进行选型，并搭建力反馈型遥操作系统实验平台，为后续研究工作做准备。 （2）对主端设备以及从端设备进行运动学建模，建立 D-H 参数表，求解出主端设 备以及从端设备正运动学公式，并推导出一种高效的从端机械臂逆运动学各关节角度解算算法。 （3）在主从端设备运动学基础上进行仿真建模，对多种映射方案进行设计以及实验，根据不同映射方案的优点，推出一种混合映射方案。 （4）对从端机械臂末端的六维力传感器进行研究，消除六维力数据耦合、噪音、重力的影响，提高力反馈准确性。
1.4 论文结构安排
本文分为六章，每章内容如下：
第一章：绪论。本章对课题研究背景以意义进行阐述，并说明遥操作的原理、结构 组成，并对该课题国内外研究现状、遥操作技术的典型成就进行说明。
第二章：力反馈型遥操作系统搭建。调研市场上的设备优缺点，选择合适的主从端 设备以及六维力传感器来搭建实验平台，通过 Reinovo 机械臂提供的机器人控制系统结合 VC6.0 中 MFC 功能实现设备间软件的连通。
第三章：主从端机器人运动学分析。对主从端设备建立连杆模型，用 D-H 法对主从端设备建立运动学方程，用几何法以及代数法对 Reinovo 机械臂进行逆运动学解算， 根据位姿矩阵求出各关节角度。
第四章：主从端空间映射方案设计及实验。根据主从端运动学模型建立仿真模型，运用 Matlab 求出设备工作空间，分别设计关节空间映射以及操作空间映射方案并进行试验，最后结合两种映射方案的优点提出混合映射方案，并实验分析其优缺点。
第五章：基于六维力传感器的力反馈研究。对六维力传感器进行标定及解耦，消除各通道间耦合对传感器读数的影响，根据普通滑动平均滤波法以及去除最大值最小值滑动平均滤波法的优缺点，提出一种基于正态分布的滑动平均滤波法，最后对传感器 读数进行零点和重力补偿，消除零点以及末端执行器重力对传感器读数的影响。
第六章：结论与展望。本章对全文研究成果进行总结，并对研究成果的不足进行展 望。
第 2 章 力反馈型遥操作系统搭建
2.1 力反馈型遥操作系统设备选型
2.1.1 主端设备选型
2.1.2 从端设备选型
2.1.3 六维力传感器设备选型
2.2 力反馈型遥操作系统硬件连接
2.3 力反馈型遥操作系统软件设计
2.4 本章小结
第 3 章 主从端机器人运动学分析
3.1 D-H 连杆模型建立
3.2 主手运动学分析
3.3 从手运动学分析
3.3.1 从手正运动学分析
3.3.2 从手逆运动学分析
3.4 本章小结
第 4 章 主从端空间映射方案设计及实验
4.1 主从端机械臂工作空间分析
4.1.1 主端机械臂工作空间求取
4.1.2 从端机械臂工作空间求取
4.2 基于关节空间的映射方案
4.2.1 关节空间映射的算法设计
4.2.2 关节空间映射实验测试
4.2.3 方案优缺点分析
4.3 基于操作空间的映射方案
4.3.1 操作空间映射算法设计
4.3.2 操作空间映射实验测试
4.3.3 方案优缺点分析
4.4 混合空间映射方案
4.4.1 混合空间映射算法设计
4.4.2 混合空间映射实验测试
4.4.3 方案优缺点分析
4.5 本章小结
第 5 章 基于六维力传感器的力反馈研究
5.1 六维力传感器标定及解耦
5.2 六维力传感器数据处理
5.2.1 滤波算法分析
5.2.2 基于正态分布的滑动平均滤波法算法设计
5.2.3 基于正态分布的滑动平均滤波法程序设计
5.2.4 实验分析
5.3 传感器末端重力及零点的消除
5.3.1 消除零点及重力的算法设计
5.3.2 零点及重力补偿实验
5.4 本章小结
第 6 章 结论与展望
6.1 结论
力反馈型遥操作系统是一种基于人机交互的机器人系统，具有广阔的发展前景。
本文在大量阅读了国内外文献，对课题相关内容充分研究后，以元创兴机器人控制系 统为基础搭建了力反馈型遥操作系统的实验平台，并对主从端设备进行了运动学求解，以此对主从端机械臂的应设方案进行设计，提出了一种混合映射方案，最后对六维力传感器进行分析，采用解耦、滤波、重力补偿等方法提高了传感器数据的稳定性与准确性。本文主要工作及成果总结为以下几个方面：
（1）通过对遥操作系统的设计，选取 Phantom Omni 操作手作为主端设备，Reinovo六轴机器人作为从端设备，以及 Bioforcen 六维力传感器作为力采集设备。并在 Reinovo六轴机器人控制系统的基础上，运用 VC6.0 中的 MFC 功能引入主端设备以及传感器的程序及功能，实现了对各设备数据的读取以及设备间数据的交换，完成了力反馈型遥操作系统软硬件实验平台的搭建。 （2）根据主端设备以及从端设备的几何参数，分别建立了主从端设备的连杆模型，并用 Craig 的 D-H 法对主从端设备建立了运动学方程，推出一种几何法以及代数法对 从端设备逆运动学进行了解算，求出各关节的角度，降低了运算量，提高了运算效率。
（3）在运动学基础上建立了主从端设备的仿真模型，并利用 Matlab 工具箱求出了主从端设备的工作空间图，并基于主从端设备的工作空间分别对关节空间映射方案和操作空间映射方案进行了设计以及实验，最后结合两种映射方案的优点设计了一种混合映射方案，实验结果表明混合映射方案可以充分利用从端设备的工作空间并且可以保证映射的高效与准确性。
（4）为了提高传感器数据的稳定性与准确性，对传感器进行了标定实验以及解耦运算，消除了传感器各通道间电压信号耦合的影响。提出了一种基于正态分布的滑动平均滤波法，实验结果表明，基于正态分布的滑动平均滤波法解决了普通滑动平均滤波法受随机极端噪声影响严重以及去除最大值最小值滑动平均滤波法在连续周期性噪 声处平滑度低的缺点，滤波曲线更加平滑。最后推出测量六维力传感器零点以及末端执行器重力的公式，实验结果表明，对六维力传感器的采样值进行零点以及重力补偿，可以消除零点以及重力对传感器测得数据的影响，使力反馈更加接近真实环境受力。
6.2 展望
本文对力反馈型遥操作系统进行了较为系统的研究，但依然有很多不足，在许多方面还可以进一步研究完善：
（1）由于本实验将机械臂转动速度设置较低，未对主从端机械臂进行动力学分析， 忽略了从端机器人手臂移动速度、加速度以及惯性对六维力传感器检测数据的影响，在实际工作环境中，机械臂转动速度较大时，对惯性力进行补偿可以提高力反馈的准确性。
（2）加入机器人视觉系统。本文实验虽然有力反馈，但从端机器人手臂部位碰触 到障碍物时，操作者无法感知。通过两个深感相机扫描周围环境，检测机器人手臂位置以及工作空间内障碍物的坐标，设计一套碰撞检测算法，当相机检测到机器人将要在 某一方向接触障碍物时发出预警信号，主端操作手在相应的方向产生制动力，实现避 障功能。
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致谢
转眼间研究生三年的学习生涯即将结束，我的心情久久不能平静，回想三年以来，从开始入学到完成论文，期间有数不尽的师长、同学、朋友在学习、生活中给予我帮助，谨在此表达我由衷的感谢和深深的敬意。
首先，我要感谢我的导师张禹教授。张禹老师严谨的治学态度、踏实的工作作风以 及无私的人格魅力深深的影响着我，激励着我，使我受益终生。正是张禹老师带我踏入了遥操作这个研究领域，并在整个课题研究中，不断为我整理思路，开拓思维，在他的悉心指导下，我完成了本篇论文。张老师不仅在学习上给予我帮助，在生活中，张老师 关心我们的身体健康，经常组织我们进行体育锻炼，使我们在科研研究的同时拥有健 康的体魄。在此向张禹老师表示最诚挚的谢意。
同时，感谢张文川博士学长在撰写论文、计算机仿真方面对我的帮助，感谢罗丹博士学姐、王永志博士学长在学习和生活中对我的帮助。感谢课题组陈严学长在论文以及期刊发表经验上的帮助，感谢课题组中王宁、李家铮、王富民、姚广瑞、白广东、张博、陆登宇、张恒、李佳、单涵琪等同窗三年以来的陪伴以及帮助，是你们使我在学习 生活中不感到枯燥，并在我压抑、消极的时候给予我鼓励和帮助。感谢梁元等学弟在课题上对我的帮助，没有你们，我完成课题的难度将大大增加。
感谢我的室友杜金尧、王殿军、王卓，以及机械工程 1703 班同学三年以来的陪伴， 祝你们前程似锦。 感谢我的父母在背后始终如一的支持与付出，为我提供安逸舒适的生活环境，在我最艰辛的时刻为我提供温暖的港湾，为我的成长保驾护航。 感谢我的母校，为我提供了良好的科研与生活环境。
最后，衷心感谢百忙之中审阅论文和参加答辩的各位专家、教授们，您们的指导意见将是我不断前进的方向和动力。
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