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Sistema de comunicación
con dispositivos hápticos
TOUCH 3D
Aitor García Catoira
JULIO 2017
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INDICE
1. Motivación y objetivos del proyecto
2. Aclaración de conceptos
3. Implementación
4. Resultados
5. Conclusiones
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Motivación y objetivos del proyecto
La motivación de realizar este proyecto ha sido el estudio de la
incorporación de dispositivos hápticos a un entorno de ensamblaje
industrial. Esta implementación en los softwares de CAD permitiría un
aprendizaje más seguro y económico de las tareas de montaje de un
producto hecho de subcomponenetes, por parte de los diseñadores de los
sistemas, o de los operarios encargados de tales labores.
El objetivo del proyecto es el desarrollo de un simulador de ensamblaje
virtual con retroalimentación de fuerzas que permita detectar la sencillez y
la factibilidad de un plan de montaje determinado, compuesto a partir de
piezas diseñadas en CAD. El caso que se propone es el montaje de un
ensamblaje que consistiría en levantar dos caballetes del suelo, abrirlos y
colocar una pieza de chapa metálica encima de estos.
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Aclaración de conceptos:
Ensamblaje virtual
Entendemos por ensamblaje virtual todo montaje de un conjunto de
piezas en un ambiente virtual que simule la realidad, el cual ayude a la
visualización del proceso en un ambiente computacional.
Los softwares de CAD o diseño asistido por ordenador permiten la
realización de dichos ensamblajes y el ensayo de estos. Sin embargo no
contemplan la posibilidad de implementar dispositivos hápticos en la
simulación.
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Aclaración de conceptos: Dispositivos de
representación de fuerzas (hápticos)
Con el término “interface háptico” aludimos a aquellos dispositivos que
permiten al usuario tocar, sentir o manipular objetos simulados en entornos
virtuales.
Tales dispositivos trasladan una sensación de presencia al operador. El
usuario no sólo envía la información al ordenador, sino que también puede
recibirla información del ordenador en forma de sensación sobre alguna
parte del cuerpo.
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Aclaración de conceptos:
Funcionamiento de un dispositivo háptico
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Aclaración de conceptos:
Puntos clave de la representación háptica
1. Rango de representación de fuerzas ideal: nulo cuando no existe contacto
con ningún objeto y adecuado cuando lo existe.
2. Interfaz simple e intuitiva para cualquier usuario.
3. La colisión entre objetos debe ser realista, los objeto no pueden ser
atravesados al tocarlos por un alto rango de fuerza.
4. Sensación de continuidad, para ello es necesaria una frecuencia de en la
representación háptica de 1000Hz al menos, a diferencia de los tan solo
60Hz para los gráficos. Esto es debido a que el sentido del tacto es más
difícil de engañar que el de la vista.
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Implementación:
OpenHaptics
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Implementación:
Importación de geometrías
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Implementación:
Dinámica de objetos
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Implementación:
Diseño del cursor
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Resultados:
Análisis de la rigidez con OpenHaptics
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Resultados:
Análisis de la rigidez con OpenHaptics
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Resultados:
Conexión de múltiples dispositivos
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Resultados:
Colisión a velocidad constante
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Resultados:
Colisión a velocidad constante
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Resultados:
Estudio de las fuerzas de inercia
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Resultados:
Estudio de las fuerzas de inercia
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Resultados:
Penetración entre objetos
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Resultados:
Penetración entre objetos
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Resultados:
Rozamiento entre cuerpos
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Resultados:
Rozamiento entre cuerpos
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Conclusiones
Resultados del simulador:
1. Cargar cualquier geometría CAD
2. Simulación dinámica de cuerpos rígidos
3. Implementación de múltiples dispositivos hápticos en este
Algunas posibles mejoras:
1. Volumen de colisión mejor adaptado al cuerpo
2. Inestabilidades
3. Restricciones automáticas en los ensamblajes
4. Conexión remota
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¿PREGUNTAS?
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GRACIAS POR SU ATENCIÓN