Diseño y Análisis de un Dispositivo Háptico para Movimientos Grandes y Rápidos
Autores: Barrow, Alastair; Harwin, William
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2016
Acceso abierto
Artículo científico
2016
Diseño y Análisis de un Dispositivo Háptico para Movimientos Grandes y Rápidos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Dispositivos hápticos
Ancho de impedancia
Cinemática redundante
Configuración macro-micro
Saturación del actuador
Ley de Fitts
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Los dispositivos hápticos tienden a ser pequeños, ya que es más fácil lograr un gran cambio de rigidez con una baja masa aparente asociada. Si se requieren movimientos grandes, generalmente hay una reducción en la calidad de las sensaciones hápticas que se pueden mostrar. La medida típica del rendimiento de un dispositivo háptico es el ancho de impedancia (z-width), pero esto no tiene en cuenta la saturación del actuador, el espacio de trabajo utilizable o la capacidad de realizar movimientos rápidos. Este artículo presenta el análisis y la evaluación de un diseño de dispositivo háptico, utilizando una variante de cinemática redundante, a veces denominada configuración macro-micro, destinada a permitir movimientos grandes y rápidos sin pérdida de ancho de impedancia. Se ofrece un breve análisis matemático de las restricciones de diseño y se describe un sistema prototipo donde se pueden examinar los efectos de diferentes elementos del esquema de control para comprender mejor los beneficios potenciales y las compensaciones en el diseño. Finalmente, se evalúa el rendimiento del sistema utilizando una prueba de la Ley de Fitts y se encuentra que se compara favorablemente con evaluaciones similares de dispositivos de espacio de trabajo más pequeños.
Descripción
Los dispositivos hápticos tienden a ser pequeños, ya que es más fácil lograr un gran cambio de rigidez con una baja masa aparente asociada. Si se requieren movimientos grandes, generalmente hay una reducción en la calidad de las sensaciones hápticas que se pueden mostrar. La medida típica del rendimiento de un dispositivo háptico es el ancho de impedancia (z-width), pero esto no tiene en cuenta la saturación del actuador, el espacio de trabajo utilizable o la capacidad de realizar movimientos rápidos. Este artículo presenta el análisis y la evaluación de un diseño de dispositivo háptico, utilizando una variante de cinemática redundante, a veces denominada configuración macro-micro, destinada a permitir movimientos grandes y rápidos sin pérdida de ancho de impedancia. Se ofrece un breve análisis matemático de las restricciones de diseño y se describe un sistema prototipo donde se pueden examinar los efectos de diferentes elementos del esquema de control para comprender mejor los beneficios potenciales y las compensaciones en el diseño. Finalmente, se evalúa el rendimiento del sistema utilizando una prueba de la Ley de Fitts y se encuentra que se compara favorablemente con evaluaciones similares de dispositivos de espacio de trabajo más pequeños.