ES2351143A1 - Sistema y procedimiento de control para manipuladores. - Google Patents
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Abstract
Sistema y procedimiento de control para manipuladores. Basado en guantes (5) dotados de sensores, que permite a un operario (6) controlar cualquier manipulador (4) con uno o más grados de libertad, coordinando su movimiento de acuerdo con la magnitud, dirección y sentido de la fuerza aplicada por el operario (6), ejercida sobre la estructura del manipulador (4) o sobre la carga movilizada (406). Dicho sistema de control comprende al menos un guante (5) dotado de sensores, un computador (411), un receptor inalámbrico (412) y unos variadores de frecuencia (413). Cada guante (5) posee en su zona dorsal un sistema de posicionamiento dactilar (2) que mide la flexión y abducción de los cinco dedos, un sistema de posicionamiento espacial (7) que mide la posición y orientación absoluta del guante (5) y por ende de la mano (1) en el espacio, y en su zona palmar un sistema de medición de fuerza (3) que mide las fuerzas aplicadas por el operario (6).
Description
Sistema y procedimiento de control para
manipuladores.
La presente invención pertenece al campo de los
sistemas y dispositivos de medición de fuerza y tensiones en
general, y más concretamente a una interfaz de control para
manipuladores, robots industriales o grúas que funcionan en
colaboración directa con los operarios.
El objeto principal de la presente invención es
un sistema de control basado en guantes dotados de sensores, que
permitan al operario controlar cualquier manipulador con uno o más
grados de libertad, coordinando su movimiento de acuerdo con la
magnitud, dirección y sentido de la fuerza aplicada por el operario,
ejercida sobre la estructura del manipulador o sobre la carga
movilizada.
Las grúas y manipuladores son comunes en
instalaciones industriales que requieren movilizar cargas elevadas.
Típicamente la interfaz de usuario de dichos sistemas consiste en
palancas de mandos, botones y más recientemente asideros con
sensores de fuerza incorporados tal como se describe en los
documentos US 6,738,691 y US 6,204,620. Dichos sistemas son
conocidos como "Dispositivos Inteligentes de Ayuda a la
Manipulación" (DIAM) y tienen como finalidad proveer de
amplificación de potencia humana, logrando consecuentemente mejorar
la interfaz de control entre el operario y la grúa en términos de:
ergonomía, seguridad y productividad de la planta.
Su arquitectura es muy similar a las grúas
tradicionales controladas por botones y palancas de mando, pero
incorporan nuevos sensores y elementos de realimentación de esfuerzo
destinados a proveer de sensaciones hápticas al operario, así como
nuevos algoritmos de control. La arquitectura de los DIAM que
funcionan en cooperación directa con el operario, se encuentra en
documentos como US 6,813,542 y US 6,928,336 mientras que en el campo
de la teleoperación con realimentación de esfuerzo pueden
encontrarse documentos como: US 6,184,868, US 6,985,133 y US
5,184,319. La Compañía Virtual Realities con sede en Galveston TX,
USA, ha desarrollado dispositivos para teleoperación con
realimentación de esfuerzo, tal es el caso del CyberGlove II y
CyberGrasp. El CyberGlove II es un guante de datos, (data
glove), dotado con goniómetros resistivos. Los guantes de datos
son dispositivos que permiten medir los movimientos de los grados de
libertad de la mano, dichos movimientos pueden clasificarse en:
flexión y abducción de los dedos y rotación de la muñeca. No
obstante, la mayoría de los guantes de datos no están dotados de
sensores para medir la rotación de la muñeca.
Incorporando al CyberGlove II una Unidad de
Medidas Inerciales, UMI, puede obtenerse la posición y orientación
de la mano en el espacio y utilizar dicha información para múltiples
tareas, una de ellas consiste en controlar robots remotamente. Si
además se incorpora el módulo CyberGrasp puede proveerse de
realimentación de esfuerzo sobre la mano, lo que mejora
significativamente la interfaz hombre-máquina en el
sistema teleoperado.
Además de los goniómetros resistivos usados en
el CyberGlove II y CyberGrasp, existen otras tecnologías para
estimar la flexión y abducción de los dedos. El documento US
5,184,009 emplea fibra óptica y sensores de intensidad colocados
convenientemente en las falanges para medir su flexión y abducción.
La utilización de fibra óptica para este fin es muy conveniente,
dado que puede mimetizarse con facilidad en un guante debido a la
propia flexibilidad de la fibra y al poco espacio que ocupa.
El documento "A Survey of
Glove-Based Systems and Their Applications" de
Dipietro Laura, Sabatini Angelo y Dario Paolo, IEEE Transactions on
Systems, Man and Cybernetics, pp. 461-482, hace un
recuento tanto de las aplicaciones de los guantes de datos, como de
las distintas versiones de los mismos, dicho estudia abarca desde el
año 1994 hasta la fecha de publicación del artículo en julio de
2008.
Las aplicaciones de los guantes de datos son muy
variadas, algunos de los campos de investigación que comprenden son:
diseño y manufactura en la industria, visualización de información
en entornos computacionales de diseño gráfico, asistencia en el
proceso de reconocimiento de lenguaje para sordomudos,
rehabilitación de pacientes afectados por lesiones motrices y en el
campo de robótica, los guantes de datos se utilizan para diversos
fines tales como: aprendizaje basado en memorización de los
movimientos realizados por un humano, control de robots mediante
posiciones gestuales de los dedos y control teleoperado de robots en
sistemas con o sin realimentación de esfuerzo, para este último caso
el documento "Data Glove With a Forcé Sensor" de Tarchanidis
Kostas, Lygouras John, IEEE Transactions on Instrumentation and
Measurement, pp. 984-989. describe un guante de
datos dotado con sensores de fuerza en la zona palmar y en la zona
dorsal con un sistema de medición de la flexión de los dedos.
Las interfaces de control para los DIAM que
funcionan en cooperación directa con el operario son variadas
dependiendo del número de grados de libertad que se desee controlar.
En los documentos US 5,865,426 y US 5,915,673 se exponen interfaces
de control para los DIAM con un grado de libertad, en ellos se
utilizan sensores de fuerza en un asidero para detectar la intención
de movimiento del operario, por consiguiente, la velocidad de
movimiento del manipulador cambiará proporcionalmente dependiendo de
la magnitud de la fuerza aplicada. El movimiento del manipulador es
posible solo verticalmente, debido al tipo de manipulador empleado.
Mediante la programación de trayectorias predefinidas y usando un
manipulador adecuado, puede utilizarse la invención descrita en el
documento US 5,915,673 para mover cargas en más de un grado de
libertad.
Un aspecto que debe tratarse con sumo cuidado es
el estudio de la estabilidad de los DIAM que funcionan en
cooperación directa con el operario. Dicho tema se aborda en el
documento US 7,043,337 para una grúa suspendida. En dicho DIAM, el
sensor de fuerza ha sido reemplazado por otro, que detecta la
desviación del cable suspendido de su posición vertical;
posteriormente, y de forma proporcional al ángulo de desviación, se
origina movimiento en el plano horizontal. Entiéndase que el
movimiento se realiza en dos grados de libertad x, y.
El problema de la estabilidad en los DIAM
constituye una complicación importante en aquellos sistemas dotados
de sensores de fuerza en el elemento final del manipulador. Este
tipo de DIAM funciona bajo la modalidad manos en la carga (hands
on payload), lo que elimina la necesidad de contar con asideros
o botones, basta con que el operario ejerza fuerza sobre el elemento
final del manipulador para originar movimiento. Es por ello que este
tipo de DIAM provee de las mejoras prestaciones ergonómicas al
operario, no obstante, la "no-colocación" de
sensores de fuerza y actuadores conlleva a problemas de estabilidad
en su operación. La "no-colocación" de sensores
y actuadores significa que los actuadores y sensores no residen en
la misma ubicación física, encontrándose separados por elementos
dinámicos. En el caso de robots, los actuadores están generalmente
ubicados en las articulaciones y los sensores de fuerza se
encuentran cerca del elemento final, separados de los actuadores por
la dinámica de las transmisiones y la dinámica estructural de los
eslabones. El artículo "The Interaction of Robots with Passive
Environments: Application to Forcé Feedback Control", de Colgate
Edward, Hogan Neville, Advanced Robotics 1989, aborda el problema de
estabilidad originado por la "no-colocación" de
sensores y actuadores.
Por otra parte los sensores de fuerza colocados
en los DIAM que funcionan en el modo manos en la carga, requieren de
alta resolución para poder detectar la fuerza aplicada por el
operario y de un amplio rango dinámico para soportar el peso de la
carga, lo que implica usar sensores de elevado costo.
Una versión mejorada del asidero descrito
previamente en el documento US 5,915,673 involucra el uso de un
guante donde se incorpora un sensor de fuerza que detecta la presión
ejercida por el operario sobre el manipulador. Dicha invención se
describe en el documento US 6,681,638. El diseño de dicho guante
permite al operario mover el manipulador hasta en tres grados de
libertad x, y, z. El movimiento se realiza únicamente a
través de trayectorias definidas previamente, programadas vía
software. El único sensor de fuerza que incorpora el guante, indica
al sistema de control del manipulador la rapidez con que debe
moverse, en tal sentido, la fuerza aplicada por el operario y la
rapidez del DIAM son magnitudes proporcionales, no obstante, la
dirección de la fuerza aplicada por el operario no necesariamente
corresponde con la trayectoria descrita por el robot, ya que la
única información recopilada por el guante es la magnitud de la
fuerza aplicada, mas no su dirección y sentido.
En la presente invención se describe un sistema
de control basado en al menos un guante dotado de sensores, que
permite a un operario controlar el movimiento de un manipulador
(grúa o robot industrial) con uno o más grados de libertad adaptado
para manipular una carga, coordinando su movimiento de acuerdo con
la magnitud, dirección y sentido de la fuerza aplicada por dicho
operario, pudiendo ejercer dicha fuerza sobre el manipulador o sobre
la carga movilizada. Al incorporar un segundo guante en la otra
mano, es posible detectar momentos de giro y consecuentemente
orientar la carga en el espacio.
Dicho sistema de control consta de uno o dos
guantes a ser instalados en las manos del operario, que recogen
información tanto de la posición y orientación del guante en el
espacio como del módulo, dirección y sentido de la fuerza aplicada,
un receptor inalámbrico que recibe información del guante, un
computador asociado al receptor inalámbrico, que genera unas
consignas de velocidad para cada grado de libertad del manipulador,
y unos variadores de frecuencia que reciben órdenes del computador
para controlar el manipulador.
Asimismo cada guante posee en la zona dorsal un
sistema de posicionamiento dactilar que mide la flexión y abducción
de los cinco dedos, y en la zona palmar un sistema de medición de
fuerza dotado de al menos un sensor de fuerza.
El sistema de posicionamiento dactilar consta
preferentemente de unos emisores de luz, preferentemente seis,
instalados en una caja opaca para evitar la interferencia de luz
proveniente del exterior. Estos emisores de luz están conectados
cada uno a un segmento de fibra óptica. Para medir la flexión y
abducción de los dedos de la mano se mide la atenuación de la onda
propagada a través del segmento de fibra óptica, siendo esta
atenuación proporcional al ángulo de flexión propio de cada segmento
de fibra óptica.
También es posible que, para la medición del
arco palmar, flexión y abducción de los cinco dedos, el sistema de
posicionamiento espacial disponga de medios tales como: goniómetros
resistivos, electrogoniómetros, sensores de efecto hall, sensores
capacitivos, sensores de inducción magnética, elastómeros
conductores piezorresistivos, y/o un sistema de cámaras instaladas
en los linderos del espacio de trabajo del operario.
En dicha caja opaca se encuentra también
instalado un convertidor analógico digital que digitaliza las
magnitudes de unos sensores de intensidad presentes en cada uno de
los segmentos de fibra, que preferentemente son veintiuno, y
transmite mediante un cable los paquetes de datos hasta una unidad
de comunicación, que preferentemente consiste en una unidad
inalámbrica.
Dicha unidad de comunicación envía la
información recopilada al receptor inalámbrico mediante unos medios
seleccionados entre: ondas electromagnéticas, un cable, fibra
óptica, señales de infrarrojo y señales ultrasónicas.
Con el fin de medir la posición y orientación
del guante en el espacio, se dispone de una Unidad de Medidas
Inerciales (UMI), dotada preferentemente con acelerómetros y
giróscopos que permite posicionar y orientar la mano en un espacio
de tareas de hasta seis dimensiones, x, y, z, guiñada, cabeceo y
balanceo. Preferentemente la UMI se ubica en el plano formado por la
zona dorsal del guante, pudiéndose reconstruir tanto la posición y
orientación de la mano en el espacio, como la flexión y abducción de
los dedos. Dicha UMI se comunica con la unidad de comunicación
inalámbrica mediante un cable.
También es posible que dicha unidad de medidas
inerciales esté dotada de unos medios seleccionados entre: emisores
y receptores infrarrojos, emisores y receptores de ultrasonido, o un
sistema de posicionamiento global mediante satélites que orbitan
alrededor de la tierra.
Por otra parte el sistema de medición de fuerza
está conformado por una serie de sensores de fuerza distribuidos
uniformemente en toda la superficie palmar y una unidad de medición
de resistencia que se encarga de efectuar mediciones sobre todos los
sensores de fuerza instalados en el guante. Esta información se
envía a la unidad de comunicación inalámbrica ubicada en la zona
dorsal del guante a través de un cable.
Preferentemente el sistema de medición de fuerza
presenta veintiséis sensores de fuerza. Asimismo es posible que
dichos sensores se seleccionen entre: sensores piezorresistivos,
galgas extensiométricos y contactos eléctricos.
Cada sensor de fuerza presenta preferentemente
dos terminales cuya conductividad cambia proporcionalmente conforme
la magnitud de la fuerza aplicada. Estos terminales se dirigen hacia
la unidad de medición de resisten-
cia.
cia.
En una realización preferente de la invención,
para mejorar la ergonomía del guante, los terminales de los sensores
de fuerza están agrupados convenientemente y se encuentran en
envolturas para facilitar el traslado de los mismos hasta la unidad
de medición de resistencia.
El computador se encarga de procesar los datos
recopilados por los sistemas de sensores instalados en cada guante.
El procesamiento de dichos datos involucra coordinar el movimiento
del manipulador de acuerdo a la magnitud, dirección y sentido de la
fuerza aplicada por el operario.
Para controlar al manipulador, el operario se
coloca un guante en cualquiera de sus manos y ejerce presión sobre
la carga en la dirección de movimiento deseada.
El módulo de la fuerza aplicada por el operario
sobre la carga o el manipulador se obtiene a partir de las
mediciones efectuadas en los sensores de fuerza del guante. La
dirección y sentido de cada contribución de fuerza se obtiene a
partir de la reconstrucción de la posición y orientación de la mano
en el espacio. Dicha reconstrucción involucra conocer tanto la
posición y orientación de la mano como la de los dedos, para ello el
sistema se vale tanto de la unidad de medidas inerciales como del
sistema de posicionamiento que mide la abducción y flexión de los
dedos.
Con dicha información se obtiene una serie de
vectores de fuerza (tantos como sensores de fuerza haya en el
guante) los cuales se suman vectorialmente para conseguir un vector
fuerza resultante, dicho vector es consecuentemente colineal con la
intención de movimiento del operario.
Para controlar la rapidez del manipulador, el
sistema se vale del módulo de la fuerza resultante, de tal forma que
un incremento en la fuerza resultante produzca proporcionalmente un
aumento en la rapidez del manipulador. El vector fuerza resultante
provee de información suficiente al computador para controlar hasta
tres grados de libertad de movimiento del manipulador x, y, z, con
esto se logra posicionar la carga en tres dimensiones.
Para orientar la carga en el espacio es
necesario contar con un segundo guante con las mismas prestaciones
descritas. Los movimientos de orientación se coordinan a partir de
los momentos de fuerza, cuya reconstrucción se realiza a partir del
vector fuerza resultante de cada guante y de su posición en el
espacio.
El eje de giro que se considera fijo para la
medición de los pares de giro y vectores directores, puede
encontrarse en cualquier punto de la distancia entre ambos guantes.
Una realización preferente de la invención sitúa dicho punto
equidistantemente de ambos guantes con lo que se obtienen dos
vectores directores de igual magnitud.
La velocidad de giro de la carga depende de la
sumatoria vectorial de los momentos de giro medidos para cada
guante. A mayor momento de giro, la velocidad rotacional crecerá
proporcionalmente. Al igual que sucede con los movimientos
traslacionales, los movimientos de rotación también son colineales
respecto al momento resultante aplicado.
Al incluir un segundo guante, se puede orientar
la carga en el espacio de tareas con dimensión seis: x, y, z,
guiñada, cabeceo y balanceo, ya que la lógica residente en el
computador puede discernir entre los momentos de giro que causan
rotación y las fuerzas que causan traslación. Para tal fin el
algoritmo de control residente en el computador tiene en cuenta un
modelo del comportamiento dinámico del sólido rígido en el
espacio.
El eje de giro fijado para la medición de los
momentos de fuerza, no coincide necesariamente con el eje de giro
del manipulador ubicado en su elemento final, ya que el operario no
debe aplicar necesariamente fuerza sobre la carga para moverla; el
operario también puede ejercer presión sobre la estructura del
propio manipulador, bien sea para ocasionar movimientos de
traslación o rotación de la carga.
El manipulador controlado por el operario
incorpora adicionalmente como elemento de seguridad un detector de
contacto, que preferentemente es de tipo electromagnético, con el
fin de determinar cuándo el operario efectivamente ejerce fuerza
sobre la carga o el propio manipulador. La lógica de seguridad debe
permitir el movimiento del manipulador única y exclusivamente cuando
el operario ejerza fuerza sobre la carga o bien sobre el propio
manipulador. Con esto se evitan movimientos involuntarios de éste,
provocados por descuidos del operario al ejercer fuerza sobre algún
elemento distinto a los mencionados. También es posible que dicho
detector de contacto sea electrostático.
Se resume a continuación las etapas del
procedimiento de control para manipuladores descrito anteriormente,
para el caso en que se emplee un solo guante:
- -
- comprobación de si el detector de contacto del manipulador está activado,
- -
- inhabilitación para controlar el manipulador en caso de que el detector de contacto no esté activado,
- -
- reconstrucción de la posición y orientación de la mano en el espacio en caso de que el detector de contacto sí esté activado,
- -
- lectura de los sensores de fuerza instalados en el guante,
- -
- generación de los vectores de fuerza individuales de cada sensor de fuerza,
- -
- cálculo de la suma vectorial de los vectores de fuerza individuales para generar el vector fuerza resultante Fr.
- -
- aplicación de la ley proporcional Vr = k \cdot Fr para generar los perfiles de velocidad correspondientes de cada grado de libertad,
- -
- transmisión de cada perfil de velocidad al variador de frecuencia correspondiente para generar movimiento en el manipulador en hasta tres grados de libertad.
\vskip1.000000\baselineskip
Asimismo para el control de manipuladores
empleando dos guantes el procedimiento de control comprende las
siguientes etapas:
- -
- comprobación de si el detector de contacto del manipulador está activado,
- -
- inhabilitación para controlar el manipulador en caso de que el detector de contacto no esté activado,
- -
- reconstrucción de la posición y orientación de las manos izquierda y derecha en caso de que el detector de contacto sí esté activado,
- -
- lectura de los sensores de fuerza instalados en cada uno de los dos guantes,
- -
- generación de los vectores de fuerza individuales de los sensor de fuerza de cada guante,
- -
- cálculo de la suma vectorial de los vectores de fuerza individuales para generar el vector de fuerza resultante de cada guante, Fri, Frd,
- -
- comprobación de si alguno de los dos vectores de fuerza Fri, Frd son iguales a cero,
- -
- determinación de los vectores directores ri, rd de cada vector de fuerza resultante en caso de que los dos vectores de fuerza Fri, Frd sean distintos de cero,
- i.
- aplicación de las leyes de la dinámica de cuerpos en el espacio para determinar la velocidad rotacional y traslacional de la carga,
- ii.
- transmisión de cada perfil de velocidad al variador de frecuencia correspondiente para generar movimiento en el manipulador en hasta seis grados de libertad,
- -
- aplicación de la ley proporcional Vr = k \cdot Fr para generar los perfiles de velocidad correspondientes para cada grado de libertad, en caso de que alguno de los dos vectores de fuerza Fri, Frd sean iguales a cero,
- i.
- transmisión de cada perfil de velocidad al variador de frecuencia correspondiente para generar movimiento en el manipulador en hasta tres grados de libertad.
Con el fin de mejorar la comprensión sobre el
funcionamiento de la invención presentada y de acuerdo con un
ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se incluye
como parte integrante de la descripción una serie de dibujos donde
con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha presentado lo
siguiente:
Figura 1.- Muestra la zona palmar y dorsal de
una mano derecha humana.
Figura 2.- Vista de la zona dorsal del guante de
acuerdo con una realización preferente de la invención donde se
muestra el sistema de medición de la posición, orientación y
abducción de los cinco dedos de la mano.
Figura 3.- Vista de la zona palmar del guante de
acuerdo con una realización preferente de la invención donde se
muestra el sistema de medición de fuerza para los cinco dedos y la
palma de la mano.
Figura 4.- Muestra a un operario utilizando el
guante descrito en la presente invención para movilizar una carga
sostenida por un manipulador.
Figura 5.- Muestra la distribución de las
fuerzas individuales aplicadas por un operario sobre la carga, las
cuales son medidas por el sistema de medición de fuerza instalado en
el guante.
Figura 6.- Diagrama de flujo para controlar el
movimiento de un manipulador con hasta tres grados de libertad x, y,
z, empleando el guante descrito en la presente invención como
interfaz entre el operario y el manipulador.
Figura 7.- Muestra la distribución de las
fuerzas individuales aplicadas por un operario sobre la carga,
cuando emplea ambas manos para orientar al objeto en el espacio,
siendo las fuerzas resultantes de cada mano de igual módulo y
dirección pero sentido contrario.
Figura 8.- Muestra la distribución de las
fuerzas individuales aplicadas por un operario sobre la carga,
cuando emplea ambas manos para orientar al objeto en el espacio,
siendo las fuerzas resultantes de cada mano de diferente módulo,
dirección y sentido.
Figura 9.- Diagrama de flujo para controlar el
movimiento de un manipulador con hasta seis grados de libertad x, y,
z, guiñada, cabeceo y balanceo, empleando un guante en cada
mano.
Se describen a continuación algunas
realizaciones preferentes de la invención. La figura 1 muestra la
zona palmar (102) y dorsal (101) de una mano (1) derecha humana,
asimismo se distingue la falange distal (103), la falange media
(104) y la falange proximal (105) del dedo índice.
En la figura 2 se observa la zona dorsal de un
guante (5) donde se encuentra instalado un sistema de
posicionamiento espacial (7) y un sistema de posicionamiento
dactilar (2). El sistema de posicionamiento dactilar (2) consta de
seis emisores de luz instalados en un compartimiento opaco (204)
para evitar la interferencia de luz proveniente del exterior. Los
seis emisores de luz están conectados cada uno a un segmento de
fibra óptica (202, 209, 219, 220, 221, 222). Para medir la flexión y
abducción de los dedos de la mano (1) se mide la atenuación de la
onda propagada a través del segmento de fibra óptica (230), la
atenuación es proporcional al ángulo de flexión propio de cada
segmento de fibra óptica (230).
Para el caso particular del dedo índice, la
señal transmitida por el emisor instalado en la caja opaca (204) se
propaga a través del primer segmento de fibra (202) hasta el primer
sensor de intensidad (203) que convierte la potencia de la señal
luminosa a una señal eléctrica la cual se mide mediante un conversor
analógico digital instalado en la caja opaca (204). El primer sensor
de intensidad luminosa (203) del dedo índice genera una señal
eléctrica que es transmitida por un cable de par trenzado que
subyace debajo del segmento de fibra óptica (202).
La onda que se propaga a través del primer
segmento de fibra (202) continúa su propagación a través del segundo
segmento (207) y en caso de haber flexión entre la falange proximal
(105) y el plano formado por la zona dorsal de la mano (101), el
segundo sensor de intensidad (211) arrojará una medición inferior a
la del primer sensor (203). Dicha diferencia en magnitud corresponde
proporcionalmente con el ángulo de flexión entre la falange proximal
(105) del dedo índice y el plano formado por la zona dorsal de la
mano (101).
El mismo procedimiento se repite para las
falanges media (104) y distal (103), el tercer (212) y cuarto
segmento (214) de fibra, el tercer (213) y cuarto sensor de
intensidad (215). En el caso del cuarto sensor de intensidad (215)
se ha incorporado una terminación acoplada convenientemente para
evitar reflexiones. Con las magnitudes de los sensores de intensidad
(203, 211, 213, 215) se logra reconstruir espacialmente la flexión
de las tres falanges del dedo índice (103, 104, 105) respecto al
plano formado por la zona dorsal de la mano (101). Este
procedimiento se repite de igual forma para las tres falanges de los
dedos anular, medio y meñique.
El dedo pulgar posee únicamente dos falanges y
por tanto requiere únicamente de tres segmentos de fibra óptica
(219, 226, 227) y tres sensores de intensidad (201, 206, 208) para
determinar su flexión.
Los segmentos de fibra ubicados sobre los
músculos abductores (209) y oponentes del pulgar (224) miden la
abducción del pulgar con el mismo principio que para el resto de los
dedos. De acuerdo a una realización preferente de la invención, se
emplean únicamente dos sensores de intensidad (223, 225) para
estimar la abducción del pulgar, no obstante pudieran incorporarse
más sensores tanto en el pulgar como en el resto de los dedos con el
fin de medir todos los grados de libertad con los que cuenta la mano
(1) humana, incluyendo los movimientos de la muñeca.
En la medida en que se coloquen más sensores
para medir el movimiento en las articulaciones de la mano (1), se
mejorarían las prestaciones de la invención bajo los criterios de:
ergonomía y correspondencia de la fuerza aplicada por el operario
(6) con la velocidad
\hbox{del manipulador (4), no obstante la
esencia de la invención seguiría siendo la misma.}
El convertidor analógico digital instalado en la
caja opaca (204) digitaliza las magnitudes de los veintiún sensores
de intensidad (201, 203, 206, 208, 211, 213, 215, 223, 225) con los
que cuenta el sistema de posicionamiento dactilar (2) y transmite
mediante un cable (205) los paquetes de datos hasta la unidad de
comunicación (210), que para la realización preferente de la
invención consiste en una unidad inalámbrica.
Para posicionar y orientar a la mano (1) en un
espacio de tareas de seis dimensiones x, y, z, guiñada, cabeceo y
balanceo es necesario contar con un sistema de posicionamiento
espacial (7), de acuerdo a una realización preferente de la
invención se emplea una Unidad de Medidas Inerciales, UMI (701) de
seis grados de libertad dotada con acelerómetros y giroscopios. La
UMI (701) se ubica en el plano formado por la zona dorsal del guante
(5) respecto al cual se referencian las mediciones de flexión y
abducción de los dedos, pudiéndose reconstruir tanto la posición y
orientación de la mano (1) en el espacio, como la flexión y
abducción de los dedos. La UMI (701) se comunica con la unidad de
comunicación inalámbrica (210) mediante un cable (702).
En la figura 3 se muestra la zona palmar de un
guante (5) diestro en donde se encuentra instalado un sistema de
medición de fuerza (3). Este sistema está conformado por sensores de
fuerza (301, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 312, 313, 314)
piezorresistivos. Para el caso del dedo índice se cuenta con tres
sensores de fuerza (301, 306, 307) ubicados respectivamente en la
zona palmar de la falange distal (103), media (104) y proximal
(105). Los dedos medio, anular y meñique cuentan cada uno con tres
sensores de fuerza (312, 313, 314). Dado que el dedo pulgar posee
únicamente dos falanges, éste sólo cuenta con dos sensores de fuerza
(308, 309). De igual forma se dispone de sensores para medir la
fuerza ejercida por los músculos abductor (305) y oponente (310) del
dedo pulgar. Adicionalmente el sistema cuenta con doce sensores para
medir la distribución de fuerza en la palma de la mano (1),
repartidos uniformemente sobre ella.
Los dos cables (302) del sensor de fuerza
ubicado en la falange distal (103) del dedo índice son los
terminales del sensor piezorresistivo (301) cuya conductividad
cambia proporcionalmente conforme la magnitud de la fuerza aplicada.
La unidad de medición de resistencia (304) se encarga de efectuar
mediciones sobre todos los sensores de fuerza instalados en el
guante (5). Dicha información se envía a la unidad de comunicación
inalámbrica (210) ubicada en la zona dorsal del guante (5) a través
de un cable (217).
Para mejorar la ergonomía del guante (5), los
terminales de los sensores de fuerza están agrupados
convenientemente en grupos (311) de varios cables y se encuentran en
envolturas (303) para facilitar el traslado de los mismos hasta la
unidad de medición de resistencia (304).
En la figura 4 se muestra a un operario (6)
usando en su mano derecha (216) el guante (5) descrito en la
presente invención para controlar un manipulador (4) de estructura
angular de cuatro grados de libertad x, y, z, balanceo; para ello se
usan unos actuadores (401, 402, 403, 404) convenientemente
instalados en las articulaciones correspondientes. La pinza (405)
instalada en el manipulador (4) sujeta a la carga (406) que se
desplaza hasta su posición final (408) por acción de la fuerza
resultante Fr (409) ejercida por el operario (6). Para estimar la
magnitud, dirección y sentido de la fuerza resultante Fr (409), el
guante (5) sensorizado descrito en la presente invención debe
valerse del sistema de posicionamiento espacial (7), del sistema de
posicionamiento dactilar (2) y del sistema de medición de fuerza
(3); mediante ellos puede reconstruirse la magnitud, dirección y
sentido de las veintiséis contribuciones individuales de fuerza
correspondientes a cada sensor. Luego bastará con sumar
vectorialmente dichas contribuciones para obtener el vector fuerza
resultante Fr (409).
En la figura 5 se ilustra un caso particular
donde sólo intervienen siete contribuciones individuales de fuerza
(F_{1}, F_{2}, F_{3}, F_{4}, F_{5}, F_{6}, F_{7}), las
contribuciones individuales F_{5}, F_{6}, F_{7} corresponden a
los sensores de fuerza del dedo índice (301, 306, 307). La
contribución individual F_{1}, correspondiente al sensor de fuerza
(309) de la falange distal del dedo pulgar también existe, por
encontrarse la carga (406) en contacto con dicho punto. Lo mismo
sucede con la contribución F_{4}. No obstante las contribuciones
F_{2} y F_{3} correspondiente a un sensor del dedo pulgar (308)
y otro de la palma (305) son nulas, debido a que no existe contacto
entre ellas y la carga (406).
Después de generar las contribuciones
individuales F_{1}, F_{2}, F_{3}, F_{4}, F_{5}, F_{6},
F_{7}, se procede a realizar su suma vectorial y generar el vector
fuerza resultante Fr (409), a partir del cual, aplicando la ley
proporcional Vr = K \cdot F_{r} se obtiene la velocidad
resultante Vr (410), donde K es un escalar que representa la
sensibilidad del guante (5) a la fuerza aplicada por el operario
(6), nótese que tanto Fr como Vr son colineales y están relacionados
mediante K.
La fuerza resultante Fr (409) y la velocidad
resultante Vr (410) se transmiten desde la unidad de comunicación
inalámbrica (210) instalada en la zona dorsal del guante (5) hasta
el receptor inalámbrico (412) ubicado en las cercanías del
manipulador (4). En la figura 4 se observa además un computador
(411) que controla un manipulador (4) de cuatro grados de libertad.
Dicho computador (411) recibe las coordenadas del vector velocidad
resultante Vr (410) provenientes del receptor inalámbrico (412) y
genera las consignas de velocidad para cada grado de libertad, las
cuales se transmiten a los variadores de frecuencia (413) que
manejan cada uno de los cuatro actuadores (401, 402, 403, 404) del
manipulador (4).
Las figuras 4 y 5 muestran a un operario (6)
ejerciendo presión directamente sobre la carga (406), no obstante y
de acuerdo a una realización preferente de la invención, también se
permite el movimiento de la carga (406) por acción de una fuerza
ejercida por el operario (6) sobre el manipulador (4), con esto se
amplía considerablemente el área sobre la cual el operario (6) puede
ejercer presión para controlar al manipulador (4).
Con el fin de evitar movimientos involuntarios
del manipulador (4) se instala un detector de contacto distribuido
(422), el cual de acuerdo a una realización preferente de la
invención ha consistido en uno del tipo electromagnético. El campo
electromagnético generado por el detector está confinado a la
estructura metálica del manipulador (4) y la carga (406), dicho
campo se altera únicamente cuando el operario (6) toca al
manipulador (4) o a la carga (406), bajo tal condición está
permitido el movimiento del manipulador (4). En aquellos casos en
los cuales el operario (6) ejerza presión sobre algún elemento
diferente a los mencionados, el detector de contacto distribuido
(422) no se activará y por consiguiente el movimiento del
manipulador (4) se inhabilitará. El procedimiento descrito se resume
mediante el diagrama de flujo de la figura 6.
El operario (6) de la figura 4 al emplear un
guante (5) sensorizado en su mano derecha (216) puede controlar el
movimiento del manipulador (4) y por ende de la carga (406) hasta
tres grados de libertad x, y, z. Para poder orientar a la carga
(406) y proveer de seis grados de libertad de movimiento: x, y, z,
guiñada, cabeceo y balanceo, es necesario contar con un segundo
guante (5) en la mano izquierda (216i) tal como se muestra en la
figura 7. Los guantes (5) derecho e izquierdo son semejantes el uno
del otro y poseen las mismas funcionalidades y características
descritas previamente en la realización preferente de la invención
donde se emplea un solo guante (5), mostrada en las figuras 1, 2, 3,
4 y 5.
Los sistemas de posicionamiento dactilar (2d,
2i) situados en el guante derecho e izquierdo, conjuntamente con los
sistemas de medición de fuerza (3d, 3i) instalados en el guante
derecho e izquierdo, permiten generar dos vectores de fuerza
resultante; Fri (409i) y Frd (409d) con sus respectivos vectores
directores Ri (417i) y Rd (417d), lo que permite obtener un par
T(419) y por consiguiente una velocidad angular \omega
(420) cuya dirección y sentido va a depender de las fuerzas
aplicadas por el operario (6).
La fuerza resultante para cada guante (5): Fri
(409i) para el izquierdo y Frd (409d) para el derecho, se obtienen
de la misma forma para el caso donde se emplea un solo guante (5);
en tal sentido se obtienen los vectores individuales de fuerza
correspondientes a cada sensor y luego se efectúan las dos sumas
vectoriales.
Los vectores directores Ri (417i) y Rd (417d)
son considerados de acuerdo a una realización preferente de la
invención como de igual magnitud y dirección pero en sentido
contrario, lo que implica que el punto imaginario de giro de la
carga (406), O_{G} (418), se sitúa espacialmente en el punto medio
de la distancia entre ambos guantes
(5).
(5).
El par T (419) y la velocidad angular \omega
(420) medidos por los sistemas instalados en los guantes (5) de la
mano derecha (216d) e izquierda (216i) del operario (6), permiten
mover la carga (406) hasta en tres grados de libertad: guiñada,
cabeceo y balanceo. Para proveer de seis grados de libertad de
movimiento (x, y, z, guiñada, cabeceo y balanceo) a partir de las
fuerzas resultantes Fri (409i), Frd (409d) y los vectores directores
Ri (417i) y Rd (417d) es necesario aplicar a la carga (406) las
leyes dinámicas de sólido rígido en el espacio con el fin de
determinar la velocidad traslacional y angular \omega (420) de la
carga (406).
Para el caso particular mostrado en la figura 7,
tanto las fuerzas resultantes Fri (409i) y Frd (409d) como los
vectores directores Ri (417i) y Rd (417d) son iguales en magnitud y
dirección pero en sentido contrario; al aplicar las leyes dinámicas
de sólido rígido en el espacio se deduce que la velocidad
traslacional es nula existiendo únicamente componente angular
\omega (420).
La figura 8 muestra un caso donde el operario
(6) emplea dos guantes (5) para controlar a la carga (406) y
coexisten tanto velocidades de rotación \omega (420) como de
traslación Vt (421). Nótese que para este caso las componentes de
fuerza resultante de cada guante (5), Fri (409i) y Frd (409d), son
ortogonales entre sí y generan cada una componentes de velocidad de
rotación \omega (420) y traslación Vt (421) que deben determinarse
a través de las leyes dinámicas de sólido rígido en el espacio.
Al igual que sucede para la modalidad de control
donde el operario (6) emplea una sola mano (1), los vectores fuerza
resultante de cada guante (5), Fri (409i), Frd (409d), y los
vectores directores Ri (417i), Rd (417d) se transmiten desde las
unidades de comunicación inalámbrica de cada guante (210i, 210d)
hasta el receptor inalámbrico (412) que luego envía al computador
(411), el cual se encarga de generar las consignas de velocidad para
cada grado de libertad. Dichas consignas se transmiten a los
variadores de frecuencia (413) que manejan cada uno de los cuatro
actuadores (401, 402, 403, 404) del manipulador (4). La realización
preferente de la invención emplea un manipulador (4) con sólo cuatro
grados de libertad de movimiento: x, y, z, balanceo, lo que implica
que aún cuando el guante (5) sensorizado descrito en la presente
invención pueda controlar hasta seis grados de libertad, las
características propias del manipulador (4) permiten movimiento
únicamente en cuatro grados; para saldar esta aparente
incompatibilidad, en el computador (411) se anulan las componentes
de guiñada y cabeceo generadas al aplicar las leyes dinámicas de
sólido rígido en el espacio a las fuerzas medidas por los guantes
(5), Fri (409i), Frd (409d).
Aún cuando las figuras 7 y 8 muestren a un
operario (6) ejerciendo presión directamente sobre la carga (406)
con ambas manos (216i, 216d) para originar movimientos
traslacionales y rotacionales; es posible de acuerdo a una
realización preferente de la invención, generar dichos movimientos
mediante acción directa del operario (6) sobre la estructura
metálica del manipulador (4), esto se hace para mantener la
compatibilidad con la modalidad de operación bajo un solo guante
(5), en cuyo caso el movimiento del conjunto está permitido bien sea
que el operario (6) ejerza presión sobre la carga (406) o el
manipulador (4).
El eje de giro O_{G} (418), fijado para la
medición de los momentos de fuerza T (419), no necesariamente
coincide con el eje de la carga (406) o con su centro de masa, esta
peculiaridad constituye una realización preferente de la invención
para permitir los movimientos rotacionales de la carga (406) en
aquellos casos en los cuales el operario (6) no ejerza presión sobre
ella sino sobre el manipulador (4). En cualquier caso, el eje de
giro O_{G} (418) se considera ubicado en el punto medio de la
distancia entre ambos guantes (5), bien sea que el operario (6)
actúa sobre la carga (406) o sobre el manipulador (4).
También es necesario para la modalidad de
control donde se emplean dos guantes (5) el uso del detector de
contacto distribuido (422), con el fin de evitar movimientos
involuntarios del manipulador (4). La lógica de seguridad es la
misma independientemente si se usan uno dos guantes (5) para
controlar al manipulador (4), en tal sentido el movimiento del
manipulador (4) se permite únicamente cuando el detector de contacto
(422) se encuentra activado. De acuerdo a una realización preferente
de la invención, en aquellos casos en los cuales el detector de
contacto (422) se encuentre activado y alguno de los dos vectores
fuerza resultante sea nulo, los movimientos del manipulador (4) se
permiten sólo en tres grados de libertad x, y, z, y se asume el
vector fuerza resultante de la mano derecha Frd (409d) o izquierda
Fri (409i) según sea el caso, como el único existente y a partir de
dicho vector se genera la velocidad resultante Vr (410)
correspondiente, usándose los mismos criterios para la modalidad de
control de un solo guante (5).
El diagrama de flujo de la figura 9 resume el
algoritmo de operación para movilizar a un manipulador (4) hasta en
seis grados de libertad cuando se emplean dos guantes (5)
sensorizados.
Claims (23)
1. Sistema de control para manipuladores que
permite a un operario (6) controlar el movimiento de un manipulador
(4) con uno o más grados de libertad adaptado para manipular una
carga (406), ejerciendo presión con una o ambas manos (1) en la
dirección de movimiento deseada sobre el manipulador (4) o la carga
(406) caracterizado porque el sistema comprende al menos un
guante (5) dotado de sensores que recoge información tanto de la
posición y orientación del guante (5) como del módulo, dirección y
sentido de la fuerza aplicada, un receptor inalámbrico (412) que
recibe información del guante (5), un computador (411) asociado al
receptor inalámbrico (412), que genera unas consignas de velocidad
para cada grado de libertad del manipulador (4), y unos variadores
de frecuencia (413) que reciben órdenes del computador (411) para
controlar el manipulador (4).
2. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 1, caracterizado porque el guante
(5) posee en su zona dorsal un sistema de posicionamiento dactilar
(2) que mide la flexión y abducción de los cinco dedos.
3. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 1, caracterizado porque el guante
(5) posee en su zona palmar un sistema de medición de fuerza (3) que
mide las fuerzas aplicadas por el operario (6) sobre el manipulador
(4) o sobre la carga (406) movilizada.
4. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 2, caracterizado porque el sistema
de posicionamiento dactilar (2) está constituido por una unidad de
comunicación (210) que emite la información recogida por el guante
(5) al receptor inalámbrico (412) y una caja opaca (204) que
presenta en su interior unos emisores de luz instalados, los cuales
están conectados a unos segmento de fibra óptica (7) que contienen
unos sensores de intensidad (201, 203, 206, 208, 211,213, 215, 223,
225).
5. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 4, caracterizado porque la unidad
de comunicación (210) es inalámbrica.
6. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 4, caracterizado porque la unidad
de comunicación (210) utiliza, para el envío de la información
recogida por el/los guantes (5), unos medios seleccionados
entre:
- ondas electromagnéticas,
- un cable,
- fibra óptica,
- señales de infrarrojo, y
- señales ultrasónicas.
7. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 4, caracterizado porque la caja
opaca (204) contiene adicionalmente un convertidor analógico
digital.
8. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicaciones 4 ó 7, caracterizado porque la
caja opaca (204) contiene en su interior seis emisores de luz
conectados con seis segmentos de fibra óptica (202, 209, 219, 220,
221, 222).
9. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 4, caracterizado porque el sistema
de posicionamiento dactilar (2) presenta veintiún sensores de
intensidad (201, 203, 206, 208, 211,213, 215, 223, 225).
10. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2, 4 ó 9
caracterizado porque el sistema de posicionamiento espacial
(7) dispone adicionalmente de una Unidad de Medidas Inerciales,
(UMI), (701) que permite posicionar y orientar la mano (1) en un
espacio de tareas de hasta seis dimensiones, x, y, z, guiñada,
cabeceo y balanceo.
11. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 10, caracterizado porque la Unidad
de Medidas Inerciales (701) está ubicada en el plano formado por la
zona dorsal del guante (5).
12. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 10 ó 11,
caracterizado porque la Unidad de Medidas Inerciales (701)
está dotada de medios seleccionados entre:
- acelerómetros y giroscopios,
- emisores y receptores infrarrojos,
- emisores y receptores de ultrasonido, y
- sistema de posicionamiento global mediante satélites que orbitan en torno a la tierra.
13. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 3, caracterizado porque el sistema
de medición de fuerza (3) comprende una unidad de medición de
resistencia (304) y una serie de sensores de fuerza (301, 305, 306,
307, 308, 309, 310, 312, 313, 314) distribuidos uniformemente en
toda la superficie palmar.
14. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 13, caracterizado porque el
sistema de medición de fuerza (3) dispone de veintiséis sensores de
fuerza (301, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 312, 313, 314).
15. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14,
caracterizado porque cada sensor de fuerza (301, 305, 306,
307, 308, 309, 310, 312, 313, 314) presenta al menos un par de
terminales (302) cuya conductividad cambia proporcionalmente
conforme la magnitud de la fuerza aplicada.
16. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 15, caracterizado porque los
terminales (302) se encuentran dentro de unas envolturas (303).
17. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 1, caracterizado porque el
manipulador (4) incorpora unos actuadores (401, 402, 403 y 404) que
generan el movimiento de la carga (406) en hasta tres grados de
libertad cuando el operario (6) ejerce presión con una sola mano
(1), y en hasta seis grados de libertad cuando el operario (6)
ejerce presión con ambas manos (1).
18. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 17,
caracterizado porque el manipulador (4) incorpora un detector
de contacto (422) para evitar movimientos involuntarios del
manipulador (4).
19. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 18, caracterizado porque el
detector de contacto (422) es de un tipo seleccionado entre:
- detector de contacto (422) electromagnético, y
- detector de contacto (422) electrostático.
20. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con reivindicación 2, caracterizado porque el sistema
de posicionamiento dactilar (2) dispone para la medición del arco
palmar, flexión y abducción de los cinco dedos, de medios
seleccionados entre:
- goniómetros resistivos,
- electrogoniómetros,
- sensores de efecto hall,
- sensores capacitivos,
- sensores de inducción magnética,
- elastómeros conductores piezorresistivos, y
- sistema de cámaras instaladas en los linderos del espacio de trabajo del operario (6).
21. Sistema de control para manipuladores de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13, 14 ó 15
caracterizado porque el sistema de medición de fuerza (3)
dispone para la medición de las fuerzas aplicadas de sensores de
fuerza (301, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 312, 313, 314)
seleccionados entre:
- sensores piezorresistivos,
- galgas extensiométricas, y
- contactos eléctricos.
22. Procedimiento de control para manipuladores
para el sistema de control descrito en una cualquiera de las
reivindicaciones 1-21, cuando se emplea un solo
guante (5) caracterizado porque comprende las siguientes
etapas:
- -
- comprobación de si el detector de contacto (422) del manipulador (4) está activado,
- -
- inhabilitación para controlar el manipulador (4) en caso de que el detector de contacto (422) no esté activado,
- -
- reconstrucción de la posición y orientación de la mano (1) en el espacio en caso de que el detector de contacto (422) sí esté activado,
- -
- lectura de los sensores de fuerza (301, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 312, 313, 314) instalados en el guante (5),
- -
- generación de los vectores de fuerza individuales de cada sensor de fuerza (301, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 312, 313, 314),
- -
- cálculo de la suma vectorial de los vectores de fuerza individuales para generar el vector fuerza resultante Fr (409),
- -
- aplicación de la ley proporcional Vr = k \cdot Fr para generar los perfiles de velocidad correspondientes de cada grado de libertad,
- -
- transmisión de cada perfil de velocidad al variador de frecuencia (413) correspondiente para generar movimiento en el manipulador (4) en hasta tres grados de libertad.
23. Procedimiento de control para manipuladores
para el sistema de control descrito en una cualquiera de las
reivindicaciones 1-21, cuando se emplean dos guantes
(5) caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
- -
- comprobación de si el detector de contacto (422) del manipulador (4) está activado,
- -
- inhabilitación para controlar el manipulador (4) en caso de que el detector de contacto (422) no esté activado,
- -
- reconstrucción de la posición y orientación de las manos (1) izquierda y derecha en caso de que el detector de contacto (422) sí esté activado,
- -
- lectura de los sensores de fuerza (301, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 312, 313, 314) instalados en cada uno de los dos guantes (5),
- -
- generación de los vectores de fuerza individuales de los sensor de fuerza (301, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 312, 313, 314) de cada guante (5),
- -
- cálculo de la suma vectorial de los vectores de fuerza individuales para generar el vector de fuerza resultante de cada guante (5), Fri, Frd,
- -
- comprobación de si alguno de los dos vectores de fuerza Fri, Frd son iguales a cero,
- -
- determinación de los vectores directores ri, rd de cada vector de fuerza resultante en caso de que los dos vectores de fuerza Fri, Frd sean distintos de cero,
- i.
- aplicación de las leyes de la dinámica de cuerpos en el espacio para determinar la velocidad rotacional y traslacional de la carga (406),
- ii.
- transmisión de cada perfil de velocidad al variador de frecuencia (413) correspondiente para generar movimiento en el manipulador (4) en hasta seis grados de libertad,
- -
- aplicación de la ley proporcional Vr = k \cdot Fr para generar los perfiles de velocidad correspondientes para cada grado de libertad, en caso de que alguno de los dos vectores de fuerza Fri, Frd sean iguales a cero,
- i.
- transmisión de cada perfil de velocidad al variador de frecuencia (413) correspondiente para generar movimiento en el manipulador (4) en hasta tres grados de libertad.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200930173A ES2351143B1 (es) | 2009-05-14 | 2009-05-14 | Sistema y procedimiento de control para manipuladores |
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|---|---|---|---|
| ES200930173A ES2351143B1 (es) | 2009-05-14 | 2009-05-14 | Sistema y procedimiento de control para manipuladores |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2351143A1 true ES2351143A1 (es) | 2011-02-01 |
| ES2351143B1 ES2351143B1 (es) | 2011-11-18 |
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| ES200930173A Expired - Fee Related ES2351143B1 (es) | 2009-05-14 | 2009-05-14 | Sistema y procedimiento de control para manipuladores |
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| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2351143B1 (es) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| ES2532132A1 (es) * | 2013-09-20 | 2015-03-24 | Universidad Politécnica de Madrid | Sistema vestible para interacción con entornos remotos mediante información gestual y sensaciones táctiles y procedimiento de uso |
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2009
- 2009-05-14 ES ES200930173A patent/ES2351143B1/es not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2351143B1 (es) | 2011-11-18 |
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