Diseño mecánico de un interfaz háptico para realidad virtual

Abstract

La capacidad de operación de los robots manipuladores autónomos es actualmente muy limitada. Es por ello que la teleoperación es la principal alternativa para aquellas aplicaciones que requieran de manipulación diestra de objetos. Además, existen algunos estudios que demuestran la utilidad de los dispositivos de teleoperación para el entrenamiento de los movimientos de robots manipuladores, donde éstos aprenden de los humanos. No obstante, los dispositivos de teleoperación están actualmente muy limitados debido al bajo número de grados de libertad de sus controladores maestros y, sobre todo, a la falta de realimentación háptica avanzada. El objetivo de este trabajo es desarrollar un dispositivo háptico para la mano humana que permita la manipulación de objetos en entornos virtuales, bien sea con fines de manipulación teleoperada o con el objetivo de un aprendizaje de movimientos para robots que vayan a operar de forma autónoma. Para lograr este objetivo se ha realizado un estudio general sobre la Realidad Virtual y, también, un estudio específico del estado del arte en dispositivos hápticos con el fin de valorar las ventajas y desventajas de los diferentes diseños realizados hasta el momento. Con las conclusiones obtenidas se ha realizado un diseño preliminar con herramientas CAD (Solid Works). Posteriormente se han realizado estudios exhaustivos tanto de la cinemática y de la dinámica del mecanismo como también de la resistencia del material, utilizando para ello un análisis de elementos finitos (Ansys) de las piezas claves del diseño realizado. Dichos análisis se han planteado no solo con el objetivo de validar nuestro diseño sino, también, para que se pueda realizar en futuros trabajos un proceso iterativo de optimización de dicho mecanismo, lo que ayudará a aumentar las prestaciones del mismo.