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Method for providing force-feedback for interaction of user with prototype of vehicle, involves introducing force-feedback into handling device using robot arms, utilizing deformable object, and influencing object-current shape by arms

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Publication number
DE102009017104A1
DE102009017104A1 DE200910017104 DE102009017104A DE102009017104A1 DE 102009017104 A1 DE102009017104 A1 DE 102009017104A1 DE 200910017104 DE200910017104 DE 200910017104 DE 102009017104 A DE102009017104 A DE 102009017104A DE 102009017104 A1 DE102009017104 A1 DE 102009017104A1
Authority
DE
Grant status
Application
Patent type
Prior art keywords
object
device
handling
force
feedback
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE200910017104
Other languages
German (de)
Inventor
Bernd Liepert
Werner Dr. Schreiber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuka Roboter GmbH
Volkswagen AG
Original Assignee
Kuka Roboter GmbH
Volkswagen AG
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Filing date
Publication date

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1679Programme controls characterised by the tasks executed
    • B25J9/1682Dual arm manipulator; Coordination of several manipulators

Abstract

The method involves sensing force-feedback of a virtual object (15) i.e. component of digital prototype, with a virtualized environment using a handling device (9), and movably arranging the handling device, where the object exhibits deformable shape. Movement of the handling device is received, and force-feedback is introduced into the handling device using robot arms (5, 7) of a robot device (3). The deformable object is utilized, and current shape of the object is influenced by the robot arms, where the object exhibits a material property such as elastic property. An independent claim is also included for a system for providing force-feedback for interaction of a user with a virtualized environment.

Description

  • [0001] [0001]
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Kraftrückkopplungsvorrichtung zum Interagieren mit einer virtualisierten Umgebung jeweils nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to a method and system for force feedback device to interact with a virtual environment, respectively according to the preambles of the independent claims.
  • [0002] [0002]
    Kraftrückkopplungsvorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Force feedback devices of the type mentioned above are known. Solche können beispielsweise im Bereich der virtuellen Technik eingesetzt werden, wobei beispielsweise zusätzlich zu einem visuellen Eindruck in der virtualisierten Umgebung auch eine Kraftrückmeldung erlebbar ist. Such may be used in the area of ​​the virtual art, for example, where for example, a visual impression in the virtualized environment, a force feedback is also experienced. Die Robotervorrichtung kann Bewegungen einer Vorrichtung, die geeignet ist, eine Kraftrückkopplung fühlbar zu machen (Handlingeinrichtung) folgen. The robotic device (handling device) follow movements of a device that is capable of rendering force feedback felt. Von dem Benutzer durchgeführte Bewegungen können beispielsweise mittels der Handlingeinrichtung auf die Robotervorrichtung übertragen werden, die diesen folgen kann. performed by the user's movement can be transmitted to the robotic device that can follow this example by means of the handling device. Dabei können die Bewegungen aufgenommen und die Kraftrückkopplung dem Benutzer fühlbar gemacht werden und beispielsweise für eine virtuelle Einbaumontage mit Kraftrückkopplung eingesetzt werden. The movements can be recorded and force feedback are made palpable the user and are used for example for a virtual flush mounting with force feedback. Die The US 2004 0164960 A1 US 2004 0164960 A1 betrifft ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen einer taktilen virtuellen Realität für einen Benutzer. relates to a system and method for providing a tactile virtual reality to a user.
  • [0003] [0003]
    Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Kraftrückkopplung zum Interagieren mit einer virtualisierten Umgebung bereitzustellen, insbesondere ein Interagieren von Gegenständen mit elastischen und/oder biegeschlaffen Eigenschaften mit der virtualisierten Umgebung zu ermöglichen. The object of the invention is to provide an improved force feedback to interact with a virtual environment, in particular a Interact articles with elastic and / or pliable properties with the virtualized environment is to enable.
  • [0004] [0004]
    Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. The object is achieved by the features of the independent claims.
  • [0005] [0005]
    Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kraftrückkopplung zum Interagieren eines Benutzers mit einer virtualisierten Umgebung, mit: The inventive method for force feedback for interacting with a user of a virtual environment, comprising:
    • – zumindest einer Robotervorrichtung und einer Handlingeinrichtung zum Fühlbarmachen einer Kraftrückkopplung eines Gegenstandes mit der virtualisierten Umgebung, wobei - at least one robot device and a handling device for Fühlbarmachen force feedback of an object with the virtualized environment, wherein
    • – ein bewegliches Anordnen der Handlingeinrichtung, Aufnehmen von Bewegungen der Handlingeinrichtung und Einleiten der Kraftrückkopplung in die Handlingeinrichtung mit zumindest einem ersten Roboterarm und einem zweiten Roboterarm der zumindest einen Robotervorrichtung erfolgt zeichnet sich dadurch aus, dass ein Gegenstand mit einer verformbare Gestalt verwendet und durch die zumindest ersten und zweiten Roboterarme die momentane Gestalt des Gegenstandes ( - a movable arrangement of the handling device, recording of movements of the handling device and initiating the force feedback in the handling device having at least a first robot and a second robot arm of the at least one robot apparatus takes place is characterized in that an object used with a deformable shape and through which at least first and second robot arms (the current shape of the object 15 15 ) beeinflusst wird. ) being affected.
  • [0006] [0006]
    Die Aufgabe wird ferner mit einem entsprechenden System zur Kraftrückkopplung gelöst. The object is also achieved with a corresponding system for force feedback.
  • [0007] [0007]
    Unter einer virtualisierten Umgebung wird eine virtuelle Realität und/oder eine ferne Realität, die zur Übertragung an einen anderen Ort virtualisiert wurde, ferner eine Kombination aus einer virtuellen und einer entfernten Realität verstanden. Under a virtualized environment, a virtual reality and / or a distant reality, the virtualized for transmission to another location, furthermore understood as a combination of a virtual and a distant reality. Unter einer Handlingeinrichtung wird eine beliebige Einrichtung verstanden, die geeignet ist, eine Kraftrückkopplung fühlbar zu machen. Under a handling means any device is understood, which is suitable to make a force feedback felt. Dabei kann die Handlingeinrichtung einen oder mehrer beliebige Elemente umfassen, die mittels menschlicher und/oder tierischer Kräfte manipulierbar sind, beispielsweise ein oder mehrere Griff/e, ein oder mehrere Pedal/e und/oder ein oder mehrere greifbare/s Seil/e und/oder Ähnliches. Thereby, the handling device comprise one or several arbitrary elements which are manipulated by means of human and / or animal forces, for example, one or more handle / e, one or more pedal / e and / or one or more tangible / s rope / s and / or similar. Unter Kraftrückkopplung wird eine Rückkopplung einer Kraft, eines Momentes, einer Beschleunigung und/oder einer Schwingung verstanden, insbesondere solche, die mittels der Handlingeinrichtung zur haptischen Repräsentation (Erfassen beziehungsweise Fühlen) derselben gegenüber einem Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung übertragbar sind. Under force feedback, a feedback of a force, a moment, an acceleration and / or vibration is understood to mean in particular those which (detecting or feeling) thereof are transferred by means of the handling device for haptic representation to a user of the force feedback device. Da der eine verformbare Gestalt aufweisende Gegenstand an zumindest zwei Roboterarme ankoppelt und durch die Roboterarme die momentane Gestalt des verformbaren Gegenstandes beeinflusst wird, kann dieser kontrolliert und relativ stabil angeordnet und bewegt werden. Since the article is a deformable shape having at least two couples robot arms and the current shape of the deformable object is influenced by the robot arms, it can be controlled and relatively stable arranged and moved.
  • [0008] [0008]
    Vorteilhaft können erfindungsgemäß langgestreckte, elastische und/oder biegeschlaffe Gegenstände an zwei oder mehr Positionen festgehalten und dann besser und genauer im Raum geführt werden als es bisher möglich war. Advantageously, the present invention elongated, elastic and / or non-rigid objects at two or more positions can be held and then better and more accurate out in space than was previously possible. Bewegungen, die ein Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung zum Interagieren mit der virtualisierten Umgebung durchführt, können also an mehreren Punkten mittels der der Handlingeinrichtung zugeordneten Robotervorrichtung beziehungsweise den Roboterarmen aufgenommen werden. Movements that performs a user of the force feedback device to interact with the virtual environment, so they can by which the handling device associated robotic device or the robot arms are taken at several points. Vorteilhaft ist es außerdem möglich, an mehr als nur einer Position eine Kraftrückkopplung auf die Handlingeinrichtung zu übertragen, so dass beispielsweise ein Benutzer an beiden Händen eine Kraftrückkopplung haptisch erfassen beziehungsweise fühlen kann. it is also possible to advantageously transmitted to more than one position, a force feedback on the handling device so that, for example, a user can detect a force feedback haptic or feel on both hands. Vorteilhaft können dadurch Veränderungen einer äußeren Form eines elastischen oder biegeschlaffen Gegenstands aufgenommen und entsprechend mit der virtualisierten Umgebung interagiert werden. Advantageously, can thereby be added changes in an external shape of an elastic or pliable object and interacts according to the virtualized environment. Vorteilhaft kann mittels der Handlingeinrichtung und den dieser zugeordneten Roboterarmen ein Controller realisiert werden, insbesondere ein Hand-Controller, der sehr realistisch Kräfte, Momente, Beschleunigungen und/oder Schwingungen in einer wählbaren Anzahl von Freiheitsgraden, insbesondere 6 Freiheitsgraden, aus der virtuellen oder entfernten Realität darstellen kann. Advantageously, a controller can by means of the handling device and the associated robot arms are realized, in particular a hand-held controller, the very realistic forces, torques, accelerations and / or vibrations in a selectable number of degrees of freedom, in particular 6 degrees of freedom, from the virtual or remote reality can represent.
  • [0009] [0009]
    Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass die Handlingeinrichtung einen dem ersten Roboterarm zugeordneten ersten Handgriff und einen dem zweiten Roboterarm zugeordneten zweiten Handgriff aufweist. In one embodiment of the invention it is provided that the handling device comprises a robotic arm associated with the first first handle and a second robot arm associated with the second handle. Vorteilhaft können die Handgriffe von dem Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung zum Eingeben von Bewegungen beziehungsweise zum Interagieren mit der virtualisierten Umgebung ergriffen werden. Advantageously, the handles of the user of the force feedback device for inputting movements or to interact with the virtual environment can be taken. Ferner kann auch ein Roboterarm selbst Teil der Handlingeinrichtung sein. Furthermore, a robot arm itself can be part of the handling device.
  • [0010] [0010]
    Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Handlingeinrichtung den Gegenstand umfasst. In a further embodiment it is provided that the handling device includes the object. Vorteilhaft kann der Gegenstand selbst oder das Modell des Gegenstands physisch beziehungsweise real der Handlingeinrichtung zugeordnet sein. Advantageously, the article or the model of the object can be physical or real the handling device is associated. In letzterem Fall kann der gesamte Gegenstand als Handlingeinrichtung dienen, also vorteilhaft in seiner tatsächlichen realen räumlichen Ausdehnung von dem Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung angefasst werden. In the latter case, the entire article can serve as a handling device, thus advantageously be handled in its actual real spatial extent of the user of the force feedback device. Die Kraftrückkopplung kann vorteilhaft in diesem Fall mittels der Roboterarme auf die Handlingeinrichtung und damit auf den Gegenstand selbst übertragen werden, so dass vorteilhaft ein beliebiges Verhalten des Gegenstandes simulierbar ist. The force feedback may be advantageous in this case are transmitted by means of the robot arms to the handling device and thus on the object itself, so that any beneficial behavior of the object is simulated. Dabei kann es sich beispielsweise um eine fühlbar gemachte Kollision des Gegenstandes mit der virtualisierten Umgebung handeln. It may be a felt made collision of the object with the virtualized environment, for example. Ferner ist es denkbar, ein Gewicht des Gegenstandes zu simulieren, beispielsweise dann, falls es sich lediglich um ein deutlich leichteres oder schwereres Modell des Gegenstandes handelt. It is also conceivable to simulate a weight of the object, for example, then, if this is merely a significantly heavier or lighter model of the object.
  • [0011] [0011]
    Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Handlingeinrichtung ein dem ersten Roboterarm zugeordnetes erstes biegeschlaffes Element und ein dem zweiten Roboterarm zugeordnetes zweites biegeschlaffes Element aufweist. In a further embodiment it is provided that the handling device has an associated first robot arm to the first pliant element and a second robot arm associated second pliant element. Vorteilhaft kann so mittels der Handlingeinrichtung das Anfassen eines biegeschlaffen Elements, beispielsweise eines Kabels, eines Seils und/oder eines Stück Stoffs simuliert werden. Advantageously, the touch of a non-rigid element, for example a cable, a rope and / or a piece of fabric can thus be simulated by means of the handling device. Entsprechend können vorteilhaft mittels der Robotervorrichtung beim Interagieren mit der virtualisierten Umgebung auftretende Kräfte von biegeschlaffen Gegenständen simuliert werden. Accordingly can advantageously be simulated by means of the robotic device in interacting with the virtual environment forces occurring limp objects.
  • [0012] [0012]
    Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kraftrückkopplung mittels eines Computermodells des Gegenstands ermittelt wird. In a further embodiment it is provided that the force feedback is determined by means of a computer model of the object. Vorteilhaft kann ein Computermodell des zu interagierenden Gegenstandes hinterlegt sein, das beim Interagieren mit der virtualisierten Umgebung auftretende Formänderungen und/oder in den Gegenstand eingeleitete Kräfte simuliert. Advantageously, a computer model of the interacting object can be stored, which simulates in interacting with the virtual environment occurring form changes and / or introduced into the subject forces. Ferner ist es denkbar, mittels des Computermodells eine beim Interagieren mit der virtualisierten Umgebung auftretende Formänderung des Gegenstandes für den Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung sichtbar und/oder fühlbar zu machen. Further, it is conceivable to make an occurring when interacting with the virtual environment change in shape of the object visible and / or felt by the user of the force feedback device by means of the computer model.
  • [0013] [0013]
    Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine optische Wiedergabe zum Darstellen der virtualisierten Umgebung oder des Gegenstands in der virtualisierten Umgebung erfolgt. In a further embodiment it is provided that an optical playback showing the virtualized environment or the object in the virtual environment is carried out. Zusätzlich zu der haptischen Rückmeldung beim Interagieren mit der virtualisierten Umgebung ist es vorteilhaft möglich, mittels der optischen Wiedergabe dem Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung auch einen visuellen Eindruck des Interagierens rückzumelden. In addition to the haptic feedback when interacting with the virtual environment, it is advantageously possible by means of optical playback the user of the force feedback device shall be returned also a visual impression of interacting.
  • [0014] [0014]
    Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kraftrückkopplung mittels Überwachen und Auswerten von bei dem Interagieren des Gegenstands mit der virtualisierten Umgebung auftretenden virtuellen Kollisionen ermittelt wird. In a further embodiment it is provided that the force feedback by monitoring and evaluating occurring in the interacting of the article with the virtualized environment virtual collisions is determined. Vorteilhaft können Außenformen und/oder Eigenschaften dieser Außenformen der virtualisierten Umgebung und des Gegenstandes hinterlegt werden und auf Kollisionen überwacht werden. Advantageously, outer shapes and / or properties of these external shapes of the virtual environment and the object can be stored and monitored for collisions. Dabei ist es möglich, einer möglicherweise auftretenden virtuellen Kollision eine virtuelle Kraft zuzuordnen, die mittels der Kraftrückkopplung dem Benutzer haptisch zurückgemeldet werden kann. It is possible to assign a virtual power a possibly occurring virtual collision that can be reported using the haptic force feedback to the user. Algorithmen für ein haptisches Rendering beziehungsweise Kraftberechnungsalgorithmen, beispielsweise das Abspeichern der virtualisierten Umgebung als statische Szene ortsdiskret als Voxel-Karte und den Gegenstand beziehungsweise das manipulierte Objekt als Punktwolke, wobei eine Kollisionserkennung mittels einfacher Indexzugriffe in der Voxel-Karte durchführbar sind, sind bekannt, so dass an dieser Stelle nicht weiter darauf eingegangen wird. Algorithms for a haptic rendering or force calculation algorithms, for example the storage of the virtual environment as a static scene spatially discretely as voxel map and the object or the manipulated object as a point cloud, wherein a collision detection means of simple index accesses can be carried out in the voxel card, are known, that will not be discussed at this point.
  • [0015] [0015]
    Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die virtualisierte Umgebung einen digitalen Prototyp und der Gegenstand ein Bauteil des Prototyps aufweist. In a further embodiment it is provided that the virtualized environment a digital prototype and the article comprises a component of the prototype. Vorteilhaft kann so eine virtuelle Einbaumontage mit Kraftrückkopplung ermöglicht werden, beispielsweise um einen virtuellen Einbaupfad des Bauteils in den Prototyp zu erproben beziehungsweise zu ermitteln. Advantageously, a virtual flush mounting can be made possible with force feedback as to test for example, a virtual installation path of the component in the prototype or identify.
  • [0016] [0016]
    Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die zumindest eine Robotervorrichtung oder die Robotervorrichtung und die Handlingeinrichtung schwerkraftkompensiert sind. In a further embodiment it is provided that the at least one robotic device or the robotic device and the handling device are gravity-compensated. Vorteilhaft ist es möglich, dem Benutzer keinerlei Schwerkräfte entgegenzubringen. it is possible advantageous towards the user bring no gravitational forces. Alternativ ist es jedoch auch denkbar, insbesondere für den Fall, dass die Handlingeinrichtung aus dem Gegenstand besteht, nur die Robotervorrichtung selbst mit der Schwerkraftkompensation zu versehen, so dass der Benutzer auch das tatsächliche Gewicht des Gegenstandes fühlen kann. Alternatively, however, it is also conceivable, in particular in the event that the handling device consists of the object to provide only the robot apparatus itself with gravity compensation, so that the user can also feel the actual weight of the object. Insgesamt kann eine Robotervorrichtung zum Aufnehmen der Bewegungen des Benutzers der Kraftrückkopplungsvorrichtung kraftlos geschaltet sein, wobei lediglich im Falle einer erfolgenden Kraftrückkopplung Gegenkräfte auf die Handlingeinrichtung übertragen werden. Overall, a robotic device can be switched powerless, for receiving the user of the force feedback device movements, whereby only in case of a successful force feedback are transferred to the handling device opposing forces. Vorteilhaft kann also das eigentliche Manipulieren beziehungsweise Interagieren des Gegenstandes mit der virtualisierten Umgebung so lange kraftlos erfolgen, so lange keine virtuelle Kollision auftritt. So advantageous can be done the actual manipulation or Interact the article with the virtualized environment as long as powerless as long as no virtual collision occurs.
  • [0017] [0017]
    Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Further advantages, features and details will emerge from the following description in which an exemplary embodiment is described in detail with reference to the drawings. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals. Es zeigen: Show it:
  • [0018] [0018]
    1 1 ein System zur Kraftrückkopplung mit zwei Roboterarmen und einer Handlingeinrichtung, die einen Gegenstand mit elastischen Eigenschaften umfasst; a system for force feedback with two robot arms and a handling device which comprises an article having elastic properties;
  • [0019] [0019]
    2 2 das in this in 1 1 gezeigte System, wobei die Handlingeinrichtung einen Gegenstand mit biegeschlaffen Eigenschaften umfasst; System shown, the handling device comprises an article having pliable characteristics;
  • [0020] [0020]
    3 3 das in den the in the 1 1 - 2 2 gezeigte System, wobei die Handlingeinrichtung zwei Seilenden umfasst; System shown, the handling device comprises two rope ends;
  • [0021] [0021]
    4 4 zwei verschiedene Detailansichten eines Roboterarms der in den two different detailed views of a robot arm in the 1 1 - 3 3 gezeigten Kraftrückkopplungsvorrichtung, wobei eine Simulation unterschiedlicher Kraftrichtungen gezeigt ist; The force feedback device shown, wherein a simulation of different force directions is shown;
  • [0022] [0022]
    5 5 das in den the in the 1 1 - 3 3 gezeigte System, wobei ein Computermodell eines Gegenstandes vorgesehen ist; System shown, wherein a computer model of an object is provided;
  • [0023] [0023]
    6 6 das in den the in the 1 1 - 5 5 gezeigte System, wobei das Computermodell einen Gegenstand aufweist, der teilweise biegeschlaffe und elastische Eigenschaften aufweist und auf Torsion beanspruchbar ist. Having the partially pliable and elastic properties system shown, the computer model includes an object and is loadable in torsion.
  • [0024] [0024]
    7 7 eine dem System entsprechende Manipulationsvorrichtung mit zwei Roboterarmen, die in einer entfernten Realität einen physikalisch tatsächlich vorhandenen Gegenstand analog des gemäß a corresponding system manipulation device with two robot arms, which in a distant reality a physically actually existing object of the analog according to 6 6 manipulierten Gegenstandes manipuliert, wobei eine Videoüberwachung vorgesehen ist. manipulated object manipulated, wherein a video surveillance is provided.
  • [0025] [0025]
    1 1 zeigt ein System zur Kraftrückkopplung shows a system for force feedback 1 1 bzw. eine Kraftrückkopplungsvorrichtung and a force feedback device 1 1 mit einer Robotervorrichtung with a robotic device 3 3 mit einem ersten Roboterarm with a first robot arm 5 5 und einem zweiten Roboterarm and a second robot arm 7 7 . , Die Roboterarme The robot arms 5 5 , . 7 7 können beispielsweise zum Manipulieren in einem dreidimensionalen Raum mit insgesamt for example, to manipulate in three dimensional space with a total 6 6 Freiheitsgraden ausgelegt sein. be designed degrees of freedom. Es ist jedoch auch möglich, die Roboterarme However, it is also possible for the robot arms 5 5 , . 7 7 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 als sogenannte redundante Roboter beziehungsweise kinematisch redundante Manipulatoren auszulegen. to be construed as so-called redundant robot or kinematically redundant manipulators. Dazu können diese beispielsweise 7 Freiheitsgrade, insbesondere 7 Achsen aufweisen, wobei diese beispielsweise menschenähnlich, also der Kinematik eines menschlichen Armes nachempfunden, auslegbar sein können. For this purpose, they may, for example, 7 degrees of freedom, in particular have axes 7, which, for example, human-like, that the kinematics of a human arm modeled, may be interpretation. Es können auch mehrere Robotervorrichtungen vorgesehen sein. It can also be provided a number of robotic devices.
  • [0026] [0026]
    Die Roboterarme The robot arms 5 5 , . 7 7 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 dienen zum beweglichen Lagern der Handlingeinrichtung are used for movably supporting the handling device 9 9 , zum Aufnehmen von Bewegungen der Handlingeinrichtung , To record movements of the handling device 9 9 und zum Einleiten einer Kraftrückkopplung in die Handlingeinrichtung and for initiating a force feedback in the handling device 9 9 . , Dazu sind der erste Roboterarm These are the first robot arm 5 5 der Handlingeinrichtung the handling device 9 9 an einem ersten Zuordnungspunkt at a first attachment point 11 11 und der zweite Roboterarm and the second robot arm 7 7 an einem zweiten Zuordnungspunkt at a second attachment point 13 13 der Handlingeinrichtung the handling device 9 9 zugeordnet. assigned.
  • [0027] [0027]
    Gemäß der Darstellung in As shown in 1 1 koppelt ein länglicher verformbarer Gegenstand coupling an elongate deformable object 15 15 mit den Roboterarmen with the robot arms 5 5 , . 7 7 . , Der Gegenstand The object 15 15 weist vorzugsweise elastische Eigenschaften auf, was mittels einer gestrichelt dargestellten Linie preferably has elastic properties, which line shown in broken lines by means of a 17 17 zum Symbolisieren einer Außenform des Gegenstandes to symbolize an outer shape of the object 15 15 in einem durchgebogenen Zustand in in a deflected condition in 1 1 dargestellt ist. is shown. Zum Manipulieren des Gegenstandes For manipulating the object 15 15 mit einer nicht näher dargestellten virtuellen Umgebung kann der Gegenstand with a non-illustrated virtual environment, the article 15 15 oder die Handlingeinrichtung or the handling device 9 9 an einer beliebigen Stelle, beispielsweise mit zwei Händen angefasst werden, wobei die Roboterarme at an arbitrary position, to be touched, for example, with two hands, the robot arms 5 5 , . 7 7 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 kraftlos gesteuert und/oder geregelt werden können, so dass eine Bewegung des Gegenstandes can be powerless controlled and / or regulated, so that a movement of the object 15 15 oder der Handlingeinrichtung or the handling device 9 9 ein entsprechendes Zurückweichen der Roboterarme a corresponding retraction of the robot arms 5 5 , . 7 7 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 bewirken. cause. Entsprechende Lösungen für die dazu erforderliche inverse Kinematik der Roboterarme Corresponding solutions for the required to inverse kinematics of the robot arms 5 5 , . 7 7 , insbesondere einer redundanten inversen Kinematik sind bekannt, so dass an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen wird. , In particular a redundant inverse kinematics are known, so will not be discussed at this point. Insbesondere können die Roboterarme In particular, the robot arms can 5 5 , . 7 7 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 an ihren Gelenken Positions- und/oder Drehmomentsensoren aufweisen, so dass in einer entsprechenden Stellung der Roboterarme at its joints position and / or torque sensors, so that in a corresponding position of the robot arms 5 5 , . 7 7 ein einem kraftlosen Zustand entsprechendes Moment stets so einregelbar ist, dass die gesamte Robotervorrichtung a corresponding to a powerless state moment is so einregelbar always that the entire robot apparatus 3 3 zusammen mit der Handlingeinrichtung together with the handling device 9 9 beziehungsweise dem Gegenstand or the object 15 15 still steht. stationary. Eine entsprechende Manipulation des Gegenstandes A corresponding manipulation of the object 15 15 oder der Handlingeinrichtung or the handling device 9 9 durch einen Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung by a user of the force feedback device 1 1 kann also ein kraftloses Zurückweichen bewirken, wobei vorteilhaft mittels der Kraftrückkopplungsvorrichtung can therefore cause a limp retreat, wherein advantageously by means of the force feedback device 1 1 die Positionen der zwei Zuordnungspunkte the positions of the two attachment points 11 11 , . 13 13 aufnehmbar beziehungsweise erfassbar sind. be received or detected. Vorteilhaft kann aus der Lage der Zuordnungspunkte Advantageously, it can from the position of attachment points 11 11 , . 13 13 auf die Lage des Gegenstandes to the position of the object 15 15 rückgeschlossen werden. to draw conclusions. Vorteilhaft kann auch bei einer festen Zuordnung der Zuordnungspunkte Advantageously, it may also be given a fixed allocation of the allocation of points 11 11 , . 13 13 zum Gegenstand the subject 15 15 eine eventuelle Durchbiegung, wie mittels der Linie a possible deflection, as shown by the line 17 17 angedeutet, des Gegenstandes indicated, the article 15 15 erfasst werden. are detected. Bei dem länglichen Gegenstand In the elongate object 15 15 kann es sich beispielsweise um einen Scheibenwischer und/oder ein Scheibenwischergestänge handeln. it may be a wiper and / or a wiper linkage, for example.
  • [0028] [0028]
    Vorteilhaft kann ein zur Montage des Scheibenwischergestänge erforderliches Durchbiegen desselben mittels den zwei Roboterarmen Advantageously, a required for assembling the wiper linkage bending thereof can by means of the two robot arms 5 5 , . 7 7 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 ebenfalls erfasst werden. are also recognized. Dies kann vorteilhaft dazu genutzt werden, um den länglichen Gegenstand This can be used advantageously to the elongated object 15 15 mit einer virtualisierten Umgebung, beispielsweise einem Prototyp eines nicht näher dargestellten Fahrzeuges, zu interagieren. to interact with a virtual environment, for example, a prototype of a vehicle not shown in detail. Vorteilhaft kann die Interaktion der tatsächliche Außenform des Gegenstandes Advantageously, the interaction of the actual outer shape of the object can 15 15 , wie sie mittels der Linie As determined by means of line 17 17 angedeutet ist, mit der virtualisierten Umgebung verglichen werden, beispielsweise um mögliche Kollisionen mit der virtualisierten Umgebung festzustellen und aus diesen eine Kraftrückkopplung mittels der Roboterarme is indicated, are compared with the virtualized environment to determine, for example, possible collisions with the virtualized environment and from these force feedback by means of the robot arms 5 5 , . 7 7 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 auf die Handlingeinrichtung the handling device 9 9 beziehungsweise den Gegenstand or the subject matter 15 15 der Handlingeinrichtung the handling device 9 9 zurückzumelden. report back. Vorteilhaft kann der den Gegenstand Advantageously, the subject of the 15 15 anfassende und eventuell verformende Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung anfassende and possibly deforming users of the force feedback device 1 1 ein realistisches haptisches Bild seiner Interaktion des Gegenstandes a realistic tactile image of his interaction of the object 15 15 mit der virtualisierten Umgebung erhalten. obtained with the virtualized environment.
  • [0029] [0029]
    Zusätzlich ist es möglich, dem Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung In addition, it is possible the user of the force feedback device 1 1 mittels eines in der by means of a in the 1 1 nicht dargestellten Displays auch einen visuellen Eindruck seiner Interaktionen mit der virtualisierten Umgebung zu vermitteln. to convey not display shown also a visual impression of his interactions with the virtualized environment.
  • [0030] [0030]
    2 2 zeigt ebenfalls die in also shows the in 1 1 gezeigte Kraftrückkopplungsvorrichtung Force feedback device shown 1 1 , wobei Im Unterschied ein Gegenstand Wherein Unlike an object 15 15 eingesetzt wird, der im Wesentlichen lediglich auf Zug beanspruchbar ist, beispielsweise ein Seil is used, which is substantially only on claimable train, for example a rope 19 19 . , Das Seil The rope 19 19 , das auch als Handlingeinrichtung , Also known as handling device 9 9 dienen kann, ist zur Verdeutlichung in can serve is to clarify in 2 2 zweimal und mit unterschiedlicher Durchbiegung dargestellt, wobei sich eine flachere und eine tiefer hängende Kettenlinie ergibt. twice and illustrated with different deflection, with a flatter and a more continuous chain line is obtained. Die die mittels der Roboterarme The means of the robot arms 5 5 , . 7 7 in das Seil in the cable 19 19 eingebrachten Kräfte sind in forces introduced in 2 2 mittels zwei unterschiedlichen Pfeilen dargestellt, wobei jeweils ein Pfeil represented by means of two different arrows, in each case, an arrow 21 21 für die unterschiedlichen Darstellungen des Seils for the different representations of the rope 19 19 die entsprechende Zugkraft symbolisiert. the corresponding tensile force symbolized.
  • [0031] [0031]
    Zum Interagieren des Seils To interact rope 19 19 mit der nicht näher dargestellten virtuellen Umgebung kann das Seil with the non-illustrated virtual environment the rope can 19 19 an einer beliebigen Stelle, bevorzugt relativ nah den Zuordnungspunkten at any point, preferably relatively close to the mapping points 11 11 , . 13 13 von einem Benutzer angefasst werden, wobei sich dadurch eine an den Roboterarmen be touched by a user, wherein characterized a robot arms to the 5 5 , . 7 7 und mittels der Pfeile and by means of the arrows 21 21 angedeutete Kraft ändert, so dass auch in diesem Fall die Roboterarme so that also in this case indicated force changes, the robot arms 5 5 , . 7 7 den Bewegungen des Benutzers der Kraftrückkopplungsvorrichtung folgen können. can follow the user's force feedback device movements. Zusätzlich ist es möglich, ein Computermodell des Seils In addition, it is possible, a computer model of the rope 19 19 beziehungsweise die sich ergebenden Kettenlinie or the catenary resulting 23 23 bei einem normalen Durchhang des Seils in a normal slack in the rope 19 19 zu hinterlegen, wobei vorteilhaft die Kraftrückkopplung und das Aufnehmen der Bewegungen der Handlingeinrichtung to deposit, whereby advantageous force feedback and recording the movements of the handling device 9 9 mittels dieses Computermodells verfeinert werden können. can be refined by means of this computer model. Vorteilhaft kann beispielsweise von dem Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung das Seil so zusammengeführt oder auseinander gezogen werden, dass sich ein besonders tiefer oder flacher Durchhang ergibt. Advantageously, are brought together by the user of the force feedback device, the rope or pulled apart, for example, that a particular deeper or shallower sag results. In diesem Fall kann die Kraftrückkopplungsvorrichtung aus dem sich ergebenden Abstand der Zuordnungspunkte In this case, the force feedback device can from the resulting distance between the attachment points 11 11 , . 13 13 beziehungsweise deren räumlicher Lage zueinander und des Computermodells des Seils or their spatial relationship to each other and the computer model of the rope 19 19 , also dessen Gewicht und dessen Länge die sich für einen kraftlosen Zustand ergebende Kraft, wie mittels der Pfeile , So the weight and the length of the resulting for a powerless state power, as shown by the arrows 21 21 angedeutet, errechnen, so dass vorteilhaft bei einem Nichtanfassen der Handlingeinrichtung indicated, are calculated, so that advantageously at a Nichtanfassen the handling device 9 9 die Robotervorrichtung the robotic device 1 1 trotz unterschiedlicher realer Zugkräfte des Seils despite different real tensile forces of the rope 19 19 stillsteht. stationary.
  • [0032] [0032]
    3 3 zeigt die in den shows that in 1 1 und and 2 2 gezeigte Kraftrückkopplungsvorrichtung Force feedback device shown 1 1 , wobei im Unterschied ein dem ersten Roboterarm Wherein a difference in the first robot arm 5 5 an dem ersten Zuordnungspunkt at the first attachment point 11 11 zugeordnetes erstes biegeschlaffes Element associated first pliant element 25 25 und ein dem zweiten Roboterarm and a second robot arm 7 7 an dem zweiten Zuordnungspunkt at the second attachment point 13 13 zugeordnetes zweites biegeschlaffes Element associated second pliant element 27 27 eingesetzt wird. is used. Außerdem ist zwischen den Zuordnungspunkten In addition, between the association points 11 11 , . 13 13 gepunktet dargestellt eine virtuelle Kettenlinie dots represented a virtual catenary 29 29 eingezeichnet. located. Vorteilhaft kann der Benutzer die biegeschlaffen Element Advantageously, the user can limp element 25 25 und and 27 27 ergreifen, wobei mittels der gepunktet eingezeichneten Kettenlinie take, wherein by means of the dotted line drawn in chain 29 29 , die als Symbol eines hinterlegten Computermodells des in Symbolizing a stored computer model of the in 2 2 dargestellten Seils rope shown 19 19 verstanden werden kann, vorteilhaft mittels der Robotervorrichtung can be understood, advantageously by means of the robot apparatus 3 3 so eine Kraftrückkopplung auf die Handlingeinrichtung as a force feedback on the handling device 9 9 übertragen werden kann, die für den Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung can be transferred to the user of the force feedback device 1 1 eine haptische Repräsentation entsteht, als würde er ein Seil mit dem Durchhang entsprechend der Kettenlinie haptic representation arises, as if a rope with the slack according to the catenary 29 29 in Händen halten. hold in your hands.
  • [0033] [0033]
    4 4 zeigt zwei unterschiedliche Detailbilder des ersten Roboterarms shows two different detailed pictures of the first robot arm 5 5 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 , beispielsweise wie in , For example as in 3 3 dargestellt. shown. Dargestellt ist außerdem eine Hand is shown also a hand 31 31 , die die Handlingeinrichtung That the handling device 9 9 ergreift. grasps. Mittels der Kraftrückkopplung können dem Benutzer unterschiedliche Durchhänge des simulierten Gegenstands By means of force feedback to the user different slacks simulated object 15 15 beziehungsweise des Seils or the rope 19 19 vermittelt werden, was in der are taught, resulting in the 4 4 mittels unterschiedlich stark geneigter Kettenlinien by means of different degrees of inclined catenary lines 29 29 dargestellt ist. is shown.
  • [0034] [0034]
    5 5 zeigt die in den shows that in 3 3 und and 4 4 dargestellte Robotervorrichtung Robotic device shown 3 3 zusammen mit einer verformten Kettenlinie together with a deformed chain line 29 29 des mittels des Computermodells darstellbaren Seils the representable by means of the computer model rope 19 19 beziehungsweise Gegenstands or object 15 15 . , Das nur virtuell vorhandene Seil, das mittels der Kettenlinie The only virtually existing rope, the chain line by means of the 29 29 in in 5 5 angedeutet ist, wird mit einer virtuellen Umgebung is indicated, is reacted with a virtual environment 33 33 , die beispielsweise einen gepunktet dargestellten Quader , For example, a box illustrated by dots 35 35 aufweisen kann, interagiert. may have interacted. Dabei legt sich die Kettenlinie Here, the chain line sets 29 29 virtuell über den Quader virtually on the square 35 35 . , Vorteilhaft können die sich dabei ergebenden Zugkräfte mittels der Roboterarme Advantageously, the tensile forces while the resultant by means of the robot arms can 5 5 , . 7 7 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 auf die Handlingeinrichtung the handling device 9 9 und über diese auf die Hände and this on the hands 31 31 des Benutzers der Kraftrückkopplungsvorrichtung the user of the force feedback device 1 1 übertragen werden. be transmitted. Vorteilhaft könnte auch ein Einhängen beziehungsweise Umschlingen des virtuell dargestellten Seils um den virtuellen Quader Also advantageous is a hooking or looping the rope could virtually represented by the virtual cuboid 35 35 mittels der Kraftrückkopplung zurückgemeldet werden. are returned by means of the force feedback. Hierzu könnte die Richtung und Stärke der virtuellen Zugkräfte auf die Handlingeinrichtung To this end, the direction and strength of the virtual tensile forces could be on the handling device 9 9 übertragen werden. be transmitted.
  • [0035] [0035]
    6 6 zeigt die in den shows that in 1 1 - 5 5 dargestellte Kraftrückkopplungsvorrichtung Force feedback device illustrated 1 1 , wobei das Computermodell einen virtuellen Gegenstand Wherein the computer model of a virtual object 15 15 repräsentiert, der biegeschlaffe Eigenschaften aufweist, jedoch auch zusätzlich auf Torsion beanspruchbar ist. represents, having pliable characteristics, but also is claimable in addition to torsion. Dabei könnte es sich beispielsweise um ein Kabel handeln. This could be a cable, for example. Mittels eines geschwungenen Pfeils By means of a curved arrow 37 37 ist in is in 6 6 angedeutet, dass dem Benutzer beim Bewegen der Handlingeinrichtung indicates that the user when moving the handling device 9 9 über diese ein Drehmoment beziehungsweise eine Reaktion, also die Kraftrückkopplung zurückgemeldet werden kann. this torque or a reaction, so the force feedback can be reported. Vorteilhaft kann die mittels des geschwungenen Pfeils Advantageously, the curved by the arrow can 37 37 angedeutete Reaktion des virtuellen Gegenstands indicated reaction of the virtual object 15 15 mittels des Computermodells ermittelt werden. be determined by means of the computer model. Dabei kann beispielsweise auch eine Verschlingung In this case, for example, entanglement 39 39 des virtuellen Gegenstandes of the virtual object 15 15 berechnet und berücksichtigt werden. are calculated and taken into account. Vorteilhaft kann so mittels der Kraftrückkopplungsvorrichtung Advantageously, such means of the force feedback device 1 1 auch ein nur sehr schwer handzuhabender Gegenstand, wie beispielsweise ein Kabel, mit der virtualisierten Umgebung interagiert werden. also a very difficult handzuhabender object such as a cable, will interact with the virtual environment.
  • [0036] [0036]
    Vorteilhaft ist es möglich, wie in it is possible beneficial as in 7 7 dargestellt, die mittels der Handlingeinrichtung shown, by means of the handling device 9 9 aufgenommenen Bewegungen des Benutzers der Kraftrückkopplungsvorrichtung recorded user of the force feedback device movements 1 1 in einer physikalisch vorhandenen, beispielsweise vom Benutzer entfernten (fernen) Realität in a physically present, for example remote from the user (remote) reality 41 41 nachzuvollziehen. understand. Hierzu kann die ferne Realität For this purpose, the distant reality 41 41 einen Manipulator a manipulator 43 43 aufweisen, der beispielsweise analog der Robotervorrichtung have, for example, analogously to the robotic device 3 3 , insbesondere identisch mit der Robotervorrichtung , In particular identical to the robotic device 3 3 , aufgebaut ist. , is constructed. In Bezug auf die In terms of 6 6 und and 7 7 ist zu erkennen, dass mittels des Manipulators It can be seen that by means of the manipulator 43 43 in den in der fernen Realität in the distant in reality 41 41 physikalisch tatsächlich vorhandenen Gegenstand actually physically existing object 15 15 ein Drehmoment einleitbar ist, dessen Richtung der in a torque is introduced, the direction of the in 6 6 dargestellten Kraftrückkopplung entgegengesetzt ist, was mittels eines geschwungenen Pfeils Force feedback shown is opposite to that by means of a curved arrow 45 45 in in 7 7 angedeutet ist. is indicated.
  • [0037] [0037]
    Es ist denkbar, mittels einer Kamera It is conceivable, by means of a camera 47 47 die tatsächlichen Reaktionen des physikalisch vorhandenen Gegenstands the actual responses of the physically existing article 15 15 der fernen Realität the distant reality 41 41 aufzuzeichnen und diese entweder in Kombination mit dem Computermodell oder anstelle des Computermodells zu der virtuellen Reaktion des Gegenstandes recorded and this either in combination with or instead of the computer model of the computer model to the virtual reaction of object 15 15 , wie er beispielsweise in As for example in 6 6 mittels einer gepunktet dargestellten Verformungslinie by means of a dotted line shown deformation 49 49 dargestellt ist, zu verrechnen. is shown to charge.
  • [0038] [0038]
    Das Kraftrückkopplungssystem The force feedback system 1 1 kann vorteilhaft im Bereich der virtuellen Technik eingesetzt werden. can be advantageously used in the area of ​​the virtual art. Hierzu kann ferner ein nicht näher dargestelltes Display zum Vermitteln eines visuellen Eindruckes vorgesehen sein. For this purpose, a not-shown display may be further provided for switching a visual impression. Der visuelle Eindruck kann beispielsweise aus computergenerierten Daten, insbesondere des Computermodells des Gegenstandes The visual impression, for example, from computer-generated data, in particular the computer model of the object 15 15 und eines entsprechenden Modells der virtualisierten Realität erzeugt werden, wobei vorteilhaft der Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung and a corresponding model of the virtualized reality are generated, wherein advantageously the user of the force feedback device 1 1 zusätzlich noch eine Kraftrückmeldung beziehungsweise die Kraftrückkopplung erleben kann. can experience a force feedback or force feedback additionally. Vorteilhaft kann dies beispielsweise zum Einbau eines Bauteiles in einen digitalen Prototypen erfolgen. Advantageously, this can be done, for example, for the installation of a component to a digital prototype. Hierzu kann der Gegenstand For this purpose, the object 15 15 an den Zuordnungspunkten the mapping points 11 11 , . 13 13 den Roboterarmen the robot arms 5 5 , . 7 7 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 zugeordnet werden, wobei die Ro boterarme are assigned, wherein said Ro boterarme 5 5 , . 7 7 der Robotervorrichtung the robotic device 3 3 ohne eigene Kraft Bewegungen des Benutzers der Kraftrückkopplungsvorrichtung without their own power movements of the user of the force feedback device 1 1 folgen können. may follow. Vorteilhaft kann mittels der Robotervorrichtung Advantageously, by means of the robotic device 1 1 eine Position des Gegenstandes a position of the object 15 15 erfasst beziehungsweise aufgenommen und in Echtzeit mit Daten der virtualisierten Realität collected or received in real time with data of the virtualized reality 33 33 , insbesondere des digitalen Prototyps verglichen werden. are, in particular of the digital prototype compared. Falls der Gegenstand If the object 15 15 an Teile der virtualisierten Realität to parts of the virtualized reality 33 33 anstoßen würde, kann vorteilhaft die Robotervorrichtung would abut the robot apparatus can advantageously 3 3 eine einer Kollision entsprechende Gegenkraft aufbringen und damit weitere Bewegungen des Gegenstandes Apply an appropriate collision reaction force and thus further movement of the object 15 15 in die entsprechende Richtung verhindern, so dass vorteilhaft ein realitätsnaher Eindruck entsteht. prevent in the appropriate direction, so that advantageously a realistic impression.
  • [0039] [0039]
    Vorteilhaft können mittels der Robotervorrichtung Advantageously, by means of the robotic device 3 3 auch nicht eigenstabile Bauteile der Robotervorrichtung not inherently stable components of the robotic device 3 3 zugeordnet werden, beispielsweise lange Bauteile wie zum Beispiel Scheibenwischergestänge oder biegeschlaffe Bauteile, insbesondere Kabel oder Schläuche. are assigned, for example, long components such as wiper linkage or limp components, in particular cables or hoses.
  • [0040] [0040]
    Hierzu kann die Robotervorrichtung For this purpose, the robotic device 3 3 eine Vielzahl von Roboterarmen a variety of robot arms 5 5 , . 7 7 aufweisen. respectively.
  • [0041] [0041]
    Es ist denkbar, dass die biegeschlaffen Elemente It is conceivable that the pliable elements 25 25 und and 27 27 der Handlingeinrichtung the handling device 9 9 , wie in , as in 3 3 dargestellt, beispielsweise kleine Kabelstücke aufweisen, die insbesondere mit zu montierenden Steckern und/oder Buchsen shown, for example, comprise small pieces of cable, in particular to be fitted with plugs and / or sockets 51 51 versehen sind. are provided. Der Benutzer kann dann beispielsweise zur Montageerprobung der Stecker und/oder Buchsen The user can then, for example, for installation testing of the plugs and / or sockets 51 51 diese mit der virtualisierten Realität interagieren. they interact with the virtualized reality. Ferner ist es denkbar, den Steckern und/oder Buchsen It is also conceivable, the plugs and / or sockets 51 51 zusätzlich oder ausschließlich Roboterarme zur Kraftrückkopplung und/oder Aufnahme der Bewegungen zuzuordnen. additionally or exclusively robot arms for force feedback and / or recording the movements associate. Die Kraftrückkopplung kann dazu direkt in die Stecker und/oder Buchsen The force feedback can to directly into the plugs and / or sockets 51 51 eingeleitet werden, zum Beispiel für eine Montageerprobung beziehungsweise ein virtuelles Kontaktieren. be initiated, for example, for an assembly or testing a virtual contact.
  • [0042] [0042]
    Vorteilhaft können mittels der Roboterarme Advantageously, by means of the robot arms 5 5 , . 7 7 solche biegeschlaffen und/oder langen Teile an zwei oder mehreren Zuordnungspunkten Such non-rigid and / or long parts at two or more points assignment 11 11 , . 13 13 festgehalten und dadurch vorteilhaft auch besser und genauer im Raum geführt werden. are held and thereby advantageously also performed better and more accurate in space.
  • [0043] [0043]
    Das nicht näher dargestellte Display kann eine sogenannte Mehrseitenprojektionsanlage aufweisen. The display not shown may include a so-called multi-sided projection system. Vorteilhaft kann die Kraftrückkopplungsvorrichtung Advantageously, the force feedback device can 1 1 zur Montageerprobung und/oder Erprobung von Wartungssituationen eingesetzt werden. be used for mounting testing and / or testing of maintenance situations. Ferner ist es möglich, die Kraftrückkopplungsvorrichtung It is also possible, the force feedback device 1 1 zum Training und/oder Überwachen von motorischen Fähigkeiten einzusetzen, beispielsweise zu Trainingszwecken, insbesondere Rehabilitation. use for training and / or monitoring of motor skills, for training purposes, for example, particularly rehabilitation. Außerdem ist es denkbar, die Kraftrückkopplungsvorrichtung It is also conceivable that force feedback device 1 1 für Manipulationsaufgaben in der fernen Realität for manipulation tasks in the distant reality 41 41 einzusetzen, insbesondere, falls diese Gefahren aufweist. use, in particular, optionally having these dangers.
  • 1 1
    Vorrichtung oder System zur Kraftrückkopplung An apparatus or system for force feedback
    3 3
    Robotervorrichtung robotic device
    5 5
    erster Roboterarm the first robot arm
    7 7
    zweiter Roboterarm the second robot arm
    9 9
    Handlingeinrichtung handling device
    11 11
    erster Zuordnungspunkt first attachment point
    13 13
    zweiter Zuordnungspunkt the second attachment point
    15 15
    Gegenstand object
    17 17
    Linie line
    19 19
    Seil rope
    21 21
    Pfeile arrows
    25 25
    erstes biegeschlaffes Element first pliant element
    27 27
    zweites biegeschlaffes Element second pliant element
    29 29
    Kettenlinie catenary
    31 31
    Hand hand
    33 33
    virtuelle Umgebung virtual environment
    35 35
    Quader cuboid
    37 37
    Pfeil arrow
    39 39
    Verschlingung interlacing
    41 41
    ferne Realität distant reality
    43 43
    Manipulator manipulator
    45 45
    Pfeil arrow
    47 47
    Kamera camera
    49 49
    Verformungslinie deformation line
    51 51
    Stecker/Buchsen Male / female
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
  • [0044] [0044]
    Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. This list of references cited by the applicant is generated automatically and is included solely to inform the reader. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. The list is not part of the German patent or utility model application. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. The DPMA is not liable for any errors or omissions.
  • Zitierte Patentliteratur Cited patent literature
  • [0045] [0045]
    • - US 20040164960 A1 [0002] - US 20040164960 A1 [0002]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Kraftrückkopplung ( A method for force feedback ( 1 1 ) zum Interagieren eines Benutzers mit einer virtualisierten Umgebung, mit: – zumindest einer Robotervorrichtung ( ) For interacting with a user of a virtual environment, comprising: - at least one robot device ( 3 3 ), und einer Handlingeinrichtung ( (), And a handling device 9 9 ) zum Fühlbarmachen einer Kraftrückkopplung eines Gegenstandes ( ) (For Fühlbarmachen force feedback of an object 15 15 ) mit der virtualisierten Umgebung, wobei – ein bewegliches Anordnen der Handlingeinrichtung ( ) With the virtualized environment, wherein - (a movable arrangement of the handling device 9 9 ), Aufnehmen von Bewegungen der Handlingeinrichtung ( ), Recording movements of the handling device ( 9 9 ) und Einleiten der Kraftrückkopplung in die Handlingeinrichtung ( ) And introducing the force feedback in the handling device ( 9 9 ) mit zumindest einem ersten und einem zweiten Roboterarm ( ) Having at least a first and a second robot arm ( 5 5 , . 7 7 ) der zumindest einen Robotervorrichtung ( ) Of the at least one robotic device ( 3 3 ), erfolgt dadurch gekennzeichnet , dass ein Gegenstand ( ) Is carried out characterized in that an object ( 15 15 ) mit einer verformbare Gestalt verwendet und durch die zumindest ersten und zweiten Roboterarme ( ) Having a deformable shape and (through the at least first and second robot arms 5 5 , . 7 7 ) die momentane Gestalt des Gegenstandes ( ) (The current shape of the object 15 15 ) beeinflusst wird. ) being affected.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand ( A method according to claim 1, characterized in that the article ( 15 15 ) eine oder mehrere der Materialeigenschaften elastisch, dehnbar und biegeschlaff aufweist. ) Has one or more of the material properties, elastic, stretchable and limp.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handlingeinrichtung ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the handling device ( 9 9 ) einen dem ersten Roboterarm ( ) Comprises a first robot arm ( 5 5 ) zugeordneten ersten Handgriff und einen dem zweiten Roboterarm ( ) Associated with the first handle and a second robot arm ( 7 7 ) zugeordneten zweiten Handgriff aufweist. has) associated with the second handle.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden vier Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftrückkopplung mittels eines Computermodells des Gegenstandes ( Method according to one of the preceding four claims, characterized in that the force feedback (by means of a computer model of the object 15 15 ) ermittelbar wird. ) Is determined.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine optische Wiedergabe mittels einer Vorrichtung zum Darstellen der virtualisierten Umgebung ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that a visual reproduction (by means of a device for displaying the virtualized environment 33 33 ) oder des Gegenstandes ( ) Or the article ( 15 15 ) in der virtualisierten Umgebung ( ) (In the virtualized environment 33 33 ) erfolgt. ) he follows.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3–8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftrückkopplung mittels Überwachen und Auswerten von bei dem Interagieren des Gegenstandes ( Method according to one of the preceding claims 3-8, characterized in that the force feedback means of monitoring and interpreting (in the interacting of the object 15 15 ) mit der virtualisierten Umgebung ( ) (With the virtualized environment 33 33 ) auftretenden virtuellen Kollisionen ermittelt wird. ) Occurring virtual collisions is determined.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die virtualisierte Umgebung ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the virtualized environment ( 33 33 ) einen digitalen Prototyp, insbesondere eines Fahrzeuges, und der Gegenstand ( ) A digital prototype, in particular of a vehicle, and the article ( 15 15 ) ein Bauteil des Prototyps aufweist. ) Comprises a component of the prototype.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Robotervorrichtung ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the robotic device ( 3 3 ) oder die Robotervorrichtung ( ) Or the robotic device ( 3 3 ) und die Handlingeinrichtung ( ) And the handling device ( 9 9 ) Schwerkraft kompensiert betrieben werden. ) Gravity operated compensated.
  9. System zur Kraftrückkopplung ( A system for force feedback ( 1 1 ) zum Interagieren eines Benutzers mit einer virtualisierten Umgebung, mit: – zumindest einer Robotervorrichtung ( ) For interacting with a user of a virtual environment, comprising: - at least one robot device ( 3 3 ), und einer Handlingeinrichtung ( (), And a handling device 9 9 ) zum Fühlbarmachen einer Kraftrückkopplung eines Gegenstandes ( ) (For Fühlbarmachen force feedback of an object 15 15 ) mit der virtualisierten Umgebung, wobei – die zumindest eine Robotervorrichtung für ein bewegliches Anordnen der Handlingeinrichtung ( ) With the virtualized environment, wherein - the (at least one robotic device for a movable arrangement of the handling device 9 9 ), Aufnehmen von Bewegungen der Handlingeinrichtung ( ), Recording movements of the handling device ( 9 9 ) und Einleiten der Kraftrückkopplung in die Handlingeinrichtung ( ) And introducing the force feedback in the handling device ( 9 9 ) mit zumindest einem ersten und einem zweiten Roboterarm ( ) Having at least a first and a second robot arm ( 5 5 , . 7 7 ) der zumindest einen Robotervorrichtung ( ) Of the at least one robotic device ( 3 3 ) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand ( ) Is formed, characterized in that the article ( 15 15 ) eine verformbare Gestalt aufweist und durch die zumindest ersten und zweiten Roboterarme ( ) Has a deformable shape and (through the at least first and second robot arms 5 5 , . 7 7 ) die momentane Gestalt des Gegenstandes ( ) (The current shape of the object 15 15 ) beeinflussbar ist. ) Can be influenced.
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