RePlaLink: Haptisches Feedback System
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Das haptische Feedbacksystem Reconfigurable Planar Linkage, kurz RePlaLink, ermöglicht die haptische Simulation und Synthese handbetätigter Mechanismen auf Basis virtueller Prototypen.
Motivation
Im Alltag interagieren Menschen sehr häufig mit handbetätigten Mechanismen, zum Beispiel in Autotüren, Möbeltüren, rekonfigurierbaren Möbeln oder Fitnessgeräten. Die gefühlte Qualität dieser Mechanismen wird wesentlich durch deren haptischen Eigenschaften bestimmt. In der Entwicklung stehen daher neben technischen Funktionen auch die Ergonomie und die Gestaltung der Interaktion im Fokus.
Ziel
Haptische Feedbacksysteme können den Entwicklungsprozess unterstützen, indem sie virtuelle Prototypen der Mechanismen haptisch erfahrbar machen. Mit diesem Ziel wird am IGMR das haptische Feedbacksystem RePlaLink entwickelt. Haptische Simulations- und Synthesemethoden sollen es Anwenderinnen und Anwender ermöglichen, die kinematischen und kinetostatischen Eigenschaften der Mechanismen direkt zu erfühlen. Darüber hinaus sollen Anwenderinnen und Anwender diese Eigenschaften interaktiv verändern und eine direkte haptische Rückmeldung erfahren können. Damit soll die Notwendigkeit physischer Prototypen reduziert und ein schnellerer, zielgerichteter und kostengünstigerer Entwicklungsprozess erreicht werden.
Vorgehen
Der RePlaLink besteht aus einer servo-angetriebenen kinematischen Struktur mit einem Griff als haptische Schnittstelle zu den Anwenderinnen und Anwender. Die Struktur setzt sich aus einem parallelen fünfgliedrigen Getriebe mit einem zusätzlichen seriellen Glied zusammen, sodass der Griff in allen drei Freiheitsgraden der Ebene bewegt werden kann. Mit dem System können dementsprechend ebene handbetätigte Mechanismen simuliert werden. Dazu misst das System unter anderem die Benutzerkräfte und berechnet die resultierende Bewegung des virtuellen Mechanismus durch eine Echtzeitsimulation. Die berechnete Bewegung wird dann durch die kinematische Struktur des Systems ausgegeben. Dadurch können Anwenderinnen und Anwender die haptischen Eigenschaften des virtuellen Mechanismus direkt erfahren und interaktiv verändern. Die Videos zeigen den Aufbau des Systems sowie die haptische Simulation und Synthese eines beispielhaften handbetätigten Mechanismus.