Detektering och Undvikning av Singularitet i ARES Haptic Enheten

Sammanfattning

Inom utvecklingsområdet haptic är det fria arbetsområdet för singulariteten viktigare än

själva singulära punkten när det gäller haptic-mjukvaran, då användaren spontant

förflyttar verktyget för enheten och inte fritt kan planera en bana för att undvika

singulära punkter. En singulär punkt i arbetsområdet tenderar att skapa komplexa

förhållanden såsom oändliga krafter och moment i styr- o reglerteknik designen, som är

en viktig del i haptic-applikationen. Det huvudsakliga syftet med denna studie var att

upptäcka och undvika olika typer av singulariteter i olika delar av arbetsområdet och

samtidigt optimera processtiden i ARES haptic enheten. För kartläggning av det fria

arbetsområdet för singulära punkten används simulering och beräkning av

arbetsområdet för ARES haptic enheten. Simuleringen beskrivs med hjälp av två

metoder, där den ena metoden är aritmetiska intervallberäkningar för parallella

robotstrukturer och den andra metoden bygger på att samla in stora mängder

information om arbetsområdet genom simulering. Metoden för att undvika singularitet är

anpassad för optimering av processtiden som tillhör Forward kinematiken, där

processtiden är mindre än 1ms. För att kunna uppnå detta mål användes Modifierad

Newton Raphson, en metod för att lösa iterationen av Forward Kinematik av den

singulära punkten när verktyget för enheten är nära en singulär region. Ett antal

experimentella åtgärder utfördes på ARES haptic enheten för att visa hur effektiv den

utvecklade metoden med den undvikande strategin är för singulära punkter. Dessutom

visar resultaten från simuleringarna och experimenten förbättringar i enheten.