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Un dispositivo háptico portátil de representación de rigidez con un mecanismo de jamming en panal para teleoperación bilateral

Autores: Kwok, Thomas M.; Zhang, Bohan; Chow, Wai Tuck

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Un dispositivo háptico portátil de representación de rigidez con un mecanismo de jamming en panal para teleoperación bilateral


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Dispositivo háptico
Mecanismo de bloqueo en panal
Representación de rigidez
Marco de teleoperación
Fuerza de agarre
Rigidez del objeto

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento aborda el desafío de proporcionar retroalimentación cinestésica en teleoperación bilateral mediante el diseño de un dispositivo háptico portátil, ligero (20 g) y compacto, el HJ-Haptic, que utiliza un mecanismo de bloqueo de panal para la representación de la rigidez del objeto. El dispositivo HJ-Haptic puede variar su rigidez, de 1.15 N/mm a 2.64 N/mm, utilizando una presión de vacío de 30 kPa. Demostramos su implementación en un marco de teleoperación, permitiendo a los operadores ajustar la fuerza de agarre basada en una retroalimentación háptica confiable sobre la rigidez del objeto. Se realizaron pruebas de flexión de tres puntos en el mecanismo de bloqueo de panal y tareas de agarre de objetos teleoperados para evaluar la funcionalidad del dispositivo. Nuestros experimentos demostraron un pequeño RMSE y fuertes correlaciones en el movimiento teleoperado, la representación de la rigidez y la retroalimentación de la fuerza de interacción. El HJ-Haptic ajusta efectivamente su rigidez en respuesta a la retroalimentación en tiempo real del agarre, imitando la sensación de agarrar objetos directamente con las manos. El uso de presión de vacío del dispositivo garantiza la seguridad del operador al prevenir resultados peligrosos en caso de fuga de gas o fallo de material. Incorporar el HJ-Haptic en el marco de teleoperación proporcionó una percepción confiable de la rigidez del objeto y una teleoperación estable. Este estudio destaca el potencial del mecanismo de bloqueo de panal para mejorar la retroalimentación háptica en diversas aplicaciones, incluidos escenarios de teleoperación, así como interacciones con entornos de realidad extendida.

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