Interface háptica de cinco graus de liberdade para teleoperação de manipuladores robóticos - Cuellar Loyola, Nilton Alejandro (2012)
El éxito de muchas tareas de teleoperación depende en gran medida de las habilidades del operador y de su capacidad para percibir el entorno de trabajo. La retroalimentación visual, en muchos casos, no es suficiente, p. ej. cuando la calidad de imagen del entorno de trabajo es baja, se producen oclusiones en la pantalla o cuando la tarea implica fuerzas de contacto asociadas con pequeños espacios libres visualmente imperceptibles. Para compensar estas deficiencias, los dispositivos hápticos surgen como una alternativa a la retroalimentación visual, en la que la interacción táctil con el usuario produce una retroalimentación de fuerza. Esta tesis presenta el desarrollo y modelado de un sistema de interfaz háptica de cinco grados de libertad para la teleoperación de robots manipuladores, centrándose en aquellos que trabajan en entornos peligrosos u hostiles para el ser humano. La interfaz se desarrolla a partir del acoplamiento de dos dispositivos hápticos comerciales Novint Falcon, con tres grados de libertad cada uno. El sistema resultante de los dispositivos acoplados se modela como un manipulador paralelo capaz de proporcionar al operador retroalimentación de fuerza 3D (en tres dimensiones) y retroalimentación de par en dos direcciones. Para demostrar la efectividad del sistema háptico desarrollado, se implementa un entorno virtual con la ayuda de técnicas de gráficos por computadora y bibliotecas como OpenGL, ODE y Chai3D. Los modelos cinemáticos y dinámicos de un manipulador en serie Schilling Titan IV, con seis grados de libertad, se implementan en el entorno virtual, incluyendo su interacción con objetos virtuales para la evaluación de tareas típicas de teleoperación. Los controladores no lineales se implementan en el manipulador en serie virtual, incluido el par calculado y el control de modo deslizante.