Desarrollo de una interfaz kinestésica paralela y experimentación en control de sistemas hapticos y teleoperados

摘要

La teleoperacion comprende el conjunto de tecnologias que permiten a un operador la realizacion de tareas a distancia, teniendo su aplicacion especifica en el desarrollo de tareas en entornos que conlleven un riesgo al operdor o bien sean inaccesibles por este. Tanto la teleoperacion de robots reales como la exploracion y manipulacion de entornos virtuales esta tomando de nuevo una gran importancia dentro de los grupos de investigacion en robotica, gracias, entre otras cosas, a las aprotaciones de nuevos algoritmos de control basados en el conocimiento de los modelos dinamicos de los dispositivos involucrados y al incremento de la capacidad de calculo de los ordenadores actuales. Sin embargo, la experimetnacion con estos nuevos esquemas de teleoperacion se encuentra reducidad a simulaciones con modelos dinamicos sencillos o a sitemas mecanicos sencillos, debido principalmente a la falta de dispositivos abiertos a los cuales se les pueda modificar sus esquemas de control. La presente Tesis pretende cubrir este espacio aportando los conocimientos necesarios para la implantacion de plataformas de teleoperacion constituidas por dispositivos abiertos, y ahondando en el estudio de los esquemas de control bilateral existentes. Como primer objetivo para disponer de dicha plataforma experimental se ha disenado, modelado e implementado un dispositivo haptico abierto, de configuracion paralela y con cadena cinematica 6-URS. Se han desarrollado los modelos y algoritmos necesarios para el cotnrol de dicho dispositivo, de manera que sea capaz de funcionar tanto como display de impedencias o como display de admitancias. La utilizacion de una formulacion elegante basada en la dinamica multicuerpo ha permitido la obtencion de los modelos cinematicos y dinamicos necesarios para el diseno de las diferentes estrategias de control. La interfaz de dicho dispositivo debe cumplir con los requisitos especificados para la platafor