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Diseño y Evaluación de un Sistema de Control de Teleoperación Háptica Intuitivo para Manipuladores Industriales de 6 Grados de Libertad

Autores: Dekker, Ivo; Kellens, Karel; Demeester, Eric

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Diseño y Evaluación de un Sistema de Control de Teleoperación Háptica Intuitivo para Manipuladores Industriales de 6 Grados de Libertad


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Robots industriales
Tareas automatizadas
Control con intervención humana
Sistema de teleoperación
Retroalimentación háptica
Sistema intuitivo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los robots industriales son capaces de realizar tareas automatizadas de manera repetitiva, confiable y precisa. Sin embargo, en algunos escenarios, se requiere el control humano en el bucle. En este caso, tener un sistema intuitivo para mover el robot dentro del entorno de trabajo es crucial. Además, el operador debe ser asistido por retroalimentación sensorial para obtener un sistema de control de robot fácil de usar. La retroalimentación háptica es una forma de lograr tal sistema. Este documento diseña y evalúa un sistema de teleoperación intuitivo para controlar un manipulador robótico industrial de 6 grados de libertad utilizando una interfaz háptica Geomagic Touch. El sistema utiliza retroalimentación háptica inducida tanto por el entorno virtual como por sensores físicos para proporcionar al usuario una mayor conciencia ambiental y una seguridad adicional al maniobrar el robot dentro de su área de trabajo. Diferentes pruebas muestran que el sistema es capaz de detener completamente el manipulador sin chocar con el entorno y de prevenir que entre en estados de singularidad con velocidades del efector final cartesianas de hasta 0.25 m/s. Además, un operador es capaz de ejecutar tareas de posicionamiento del efector final de baja tolerancia (0.5 mm) con control de alta frecuencia del robot (100 Hz). Se pidió a catorce voluntarios inexpertos que realizaran una tarea típica de extracción de objetos y escritura para evaluar la intuitividad del sistema. Se encontró que al repetir la misma prueba por segunda vez, los participantes realizaron la tarea un 22.2% más rápido en promedio. Los resultados del segundo intento también se volvieron significativamente más consistentes entre los participantes, ya que el rango intercuartílico disminuyó en un 82.7% (de 52 s en el primer intento a 9 s en el segundo).

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