Diseño y evaluación de experimentos de retroalimentación de fuerza utilizando un robot de seis grados de libertad

Abstract

En este trabajo de tesis, se presenta el diseño, construcción y puesta en marcha de un robot rígido de baja inercia de seis grados de libertad, cuyo objetivo principal es servir como plataforma de evaluación experimental para aplicaciones hápticas, es decir, aplicaciones que requieran la estimulación sensorial del tacto humano. El diseño propuesto usa un robot paralelo Novint Falcon, cuya estructura cinemática es similar a una configuración delta, la cual permite resolver el problema de posicionamiento, mientras que para resolver el problema de orientación arbitraria se usa un mecanismo de muñeca esférica, logrando así, un robot háptico de seis grados de libertad completamente actuado. El prototipo obtenido, mejoró la transparencia del sistema, debido a los materiales y actuadores seleccionados para el diseño, lo que a su vez mejoró en gran medida la experiencia de usuario. Adicionalmente, un sensor de fuerza de seis ejes fue colocado en el efector final, lo que permitió medir las fuerzas aplicadas por el operador humano y poder recrear sensaciones de fuerza más realistas y semejantes en una interacción directa con objetos reales, incrementando la inmersión que se experimenta. Finalmente, un conjunto de experimentos fue llevado a cabo con el prototipo en una aplicación de realidad virtual, logrando así el correcto funcionamiento de todo el sistema.