Paralelni roboti in hapti no prikazovanje
Sponsored Links
This presentation is the property of its rightful owner.
1 / 20

Paralelni roboti in haptično prikazovanje PowerPoint PPT Presentation


  • 162 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Paralelni roboti in haptično prikazovanje. Jurij Munda Seminarska naloga pri predmetu ROBOTIZACIJA. Paralelni manipulatorji.

Download Presentation

Paralelni roboti in haptično prikazovanje

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Paralelni robotiin haptično prikazovanje

Jurij Munda

Seminarska naloga pri predmetu ROBOTIZACIJA


Paralelni manipulatorji

  • Paralelni manipulator je sestavljen iz premične ploščadi, pritrjene na osnovo z nizom identičnih paralelnih kinematičnih verig, ki jih imenujemo noge. Končni efektor je pritrjen na premično ploščad.

  • Manipulator je popolnoma paralelen, ko je število nog večje ali enako številu prostostnih stopenj premične ploščadi, če ima vsaka noga en aktuator.


Gough-Stewartova platforma


Prednosti paralelnih mehanizmov

  • Velika nosilnost (glede na serijske mehanizme iste velikosti)

  • Natančnost (napake se ne seštevajo)

  • Dobre dinamične lastnosti (veliki pospeški)


Slabosti paralelnih mehanizmov

  • Omejen delovni prostor (glede na serijske mehanizme iste velikosti)

  • Zapletena kinematika (težko izračunat direktno kinematiko)

  • Neobvladljive kinematične singularnosti (paralelni mehanizmi pridobijo stopnje gibljivosti)


Delta manipulator


PARAMAT struktura


Haptična naprava Force Dimmension Delta Haptic Device 6DOF


Haptične naprave

  • Haptična naprava omogoča obojestranski tok energije med uporabnikom in napravo preko stične točke - omogoča zaznavanje gibanja uporabnika in izvajanje ustrezne sile nanj.

  • Razlikujejo se po številu prostostnih stopenj, po načinu interakcije (prst – celo telo), po velikosti delovnega prostora in po velikosti sile, ki jo lahko aplicirajo na uporabnika.


Haptično zaznavanje

Ljudje uporabljamo dva tipa haptičnih informacij:

  • Taktilne informacije pridobivamo s pomočjo živcev v koži – predvsem v blazinicah na prstih. Na ta način lahko zaznavamo majhne prostorske in časovne razlike na površini objekta, kar interpretiramo kot hrapavost, gladkost, mehkost in podobne lastnosti površine objektov.

  • Kinetične informacije pridobivamo s pomočjo živcev v sklepih. Tako lahko zaznavamo grobe lastnosti objektov ter velikost in razporejenost objektov.


Haptično zaznavanje

Problem ločljivosti:

  • Kot vsi vemo, je za vizualni prikaz gibanja potrebo vsaj 25 sličic na sekundo.

  • Za haptični prikaz površine krogle je potrebno vsaj 1000 popravkov na sekundo!

  • Tudi v praksi se kirurgi mnogokrat raje zanašajo na haptične informacije, ki jih prejmejo preko kirurških instrumenotv, kot pa na vizualne informacije…


Model haptičnega sistema


Haptično prikazovanje

  • Haptična zanka je sestavljena iz štirih korakov:

    • Ugotavljanje trenutne pozicije avatarja.

    • Detekcija trka z objekti na sceni.

    • Izračunavanje ustreznega odziva na trk.

    • Aplikacija sile na uporabnika.


Haptični odziv v obliki sile

Modeli za izračunavanje haptičnega odziva temeljijo na globini potopitve avatarja v navidezno steno.

  • Vzmetni model

    • Stene objektov so modelirane z navidezno vzmetjo.

  • Virtual damping

    • Stene objektov so modelirane kot par vzmet-blažilec.

    • Potrebno je poznati hitrost avatarja.

  • Virtual coupling

    • Posplošen virtual damping – haptična naprava ne deluje direktno na objekte, temveč preko para vzmet-blažilec.


Virtual damping na enodimenzionalnem primeru


Haptični odziv v obliki navora

  • Avatar je konveksni objekt predstavljen s trikotniško mrežo.

  • Ko avatar pritiskamo na steno, se bo poskusil obrniti v stabilni položaj.

  • Stabilnost položaja je odvisna od tega, kam na steno se projicira težišče avatarja.


Haptično prikazovanje točke v prostoru

  • Avatar se potopi v navidezno steno, haptična zanka zazna trk in sproži haptični odziv.

  • Trk zaznamo le v trenutku, ko oglišče avatarja preseka ovojnico objekta!

  • Ker se sedaj nahajamo v notranjosti “trde” stene, moramo zaradi računanja pravilnega haptičnega odziva in trkov (pri izhodu iz nje) voditi “idealno” pozicijo avatarja na površini stene.


God-object algoritem

  • HIP – Haptic Interface Point – je točka, v kateri se v resnici nahaja avatar.

  • IHIP – Ideal Haptic Interface Point – je točka, v kateri bi se avatar nahajal, če bi se zaletel v realno steno.

  • Dokler daljica d seka ovojnico objekta, se avatar nahaja v notranjosti.


Stabilnost haptične zanke

  • Ob pritisku na realno steno, je vsota sil enaka 0.

  • Ob pritisku na navidezno steno pa zaradi diskretnega sveta in kvantizacijske napake vsota sil ni nujno 0.

  • Čim večji je faktor k, tem hujši efekt stopničenja lahko pričakujemo.

  • Ob prenizkem faktorju k pa stene ne delujejo več trde.


Zaključek

  • Haptično prikazovanje je bilo do sedaj zaradi visokih stroškov predvsem domena visoko tehnoloških projektov in raznih raziskovalnih laboratorijev.

  • Po drugi strani nam industrija računalniških iger že nudi nekaj low-cost force-feedback naprav.

  • Zaradi možnosti, ki nam jih takšen način prikazovanja navideznih svetov omogoča, lahko pričakujemo, da bomo slej ko prej vsi imeli na mizah haptično napravo v takšni ali drugačni obliki.


  • Login