Kinematic and Dynamic Modeling of the PHANToM Premium 1.0 Haptic Device: Experimental Validation

Cruz-Valverde, Carlos; Domínguez-Ramírez, Omar A.; Ponce-de-Leon-Sanchez, Edgar R.; Trejo-Mota, Itzel; Sepulveda-Cervantes, Gabriel

doi:10.1109/cerma.2010.119

Cited by 6 publications

(4 citation statements)

References 4 publications

(1 reference statement)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The process of developing the dynamic model for the Phantom Omni is very similar to the process for the Phantom Premium haptic device as outlined in [3], [4], [9] .…”

Section: A Phantom Omni Dynamics Modelmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Verification of sinusoidal steady state system identification of a Phantom Omni haptic device using data driven modeling

Milne

Beelen²,

Merks³

et al. 2015

2015 6th International Conference on Automation, Robotics and Applications (ICARA)

View full text Add to dashboard Cite

Haptic feedback has two important sources of dynamics: the machine being controlled and the haptic device itself. This paper concentrates on the means of identifying the dynamics of a Phantom Omni haptic feedback device. Two models are compared: a dynamic model with parameters using results from sinusoidal steady state analysis and a data driven model that uses pseudo-random binary sequences (PRBS) for identification. The overall form of the frequency and phase response is welldefined for the dynamics model but for the data driven model a spectral estimate from PRBS response data is used to determine the model order.The results in this paper show that a dynamic equation based minimal model produces accuracy as good as the data driven model. While the data driven model has more fitting accuracy the increase in accuracy is not useful for modelling the physical response as the differences occur at high frequencies where the Phantom arm is not sensitive anyway. The dynamic model is particularly useful as it gives a physical basis for the observed output and the sinusoidal steady state behaviour is useful for exposing non-linearities. Future work includes development and verification an arm inertia model that allows system parameters to be identified from response data at arbitrary arm angles.

show abstract

“…The process of developing the dynamic model for the Phantom Omni is very similar to the process for the Phantom Premium haptic device as outlined in [3], [4], [9] .…”

Section: A Phantom Omni Dynamics Modelmentioning

confidence: 99%

“…The gravitational term g 1 is set to zero as per [3], as the motion of θ 1 is in a horizontal plane.…”

Section: A Phantom Omni Dynamics Modelmentioning

confidence: 99%

Verification of sinusoidal steady state system identification of a Phantom Omni haptic device using data driven modeling

Milne

Beelen²,

Merks³

et al. 2015

2015 6th International Conference on Automation, Robotics and Applications (ICARA)

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…However, serial type devices have the drawbacks in singularities, low rigidity due to the open structures and large momentum inertias. PHANToM is an alternative serial type haptic device with a parallel four-bar mechanism [17]. The design increases the rigidity of the mechanism and reduces the volume and inertia of the mechanism by using the actuators as counter-weight for static balancing.…”

Section: Mapping Of the Nhd And The Kbcmentioning

confidence: 99%

Enhancement of Virtual Simulator for Marine Crane Operations via Haptic Device with Force Feedback

Chu

Zhang

Wang

2016

Haptics: Perception, Devices, Control, and Applications

View full text Add to dashboard Cite

Abstract. This paper presents simulations of maritime crane operations using a haptic device with force feedback. Maritime crane operations are challenging under adverse environmental conditions. System testing and operation training on physical systems and prototypes are time-consuming and costly. Simulation of crane operations in virtual environment alleviates the shortcomings with physical systems by 3D visualization and force feedback to the operator. Currently, haptic technology has limited applications in heavy industries due to the system stability and safety issues related to remote control of large manipulators. A novel 6-DoF haptic device was developed for crane operations enabling a larger workspace range and higher rigidity. The employment of the haptic device enlarges the human interaction scope of the virtual simulator for crane operations by sending feedback forces to the operators. Simulations of maritime crane anti-sway control suggested that the load sway time and amplitude were reduced more effectively with force feedback. Using the haptic device, it also helps the crane operator to prevent problematic operations. Keywords: maritime crane operation, virtual simulation, force feedback IntroductionCompared to land based cranes, maritime cranes are harder to operate considering both safety and working efficiency. It is rather difficult to achieve stable and accurate positioning of the heavy pendulum load via remote control devices. The movements of the vessel cause many problems in offshore and subsea applications. The load sway creates high safety risks for the object, equipment and personnel on board. In maritime crane operations, direct visual information including monitors and sensors in the control room tends to be insufficient for the operators to make quick and adequate response in practice. It demands a lot of experience from the operators, and intensive concentrations during the operation time. Haptic device with force feedback can help convey information directly to the operators, leaving them to concentrate on the task

show abstract

“…The results demonstrate that subjects can freely move along a predefined path and are also difficult to deviate from the path. ) ได้ จากสมการที ่ (7) () e eP p pJ (7) โดย Analytical Jacobian ของหุ ่ นยนต์ [20] สามารถเขี ยนได้ ดั งสมการที ่ (8)…”

unclassified

หุ่นยนต์ 3 มิติชนิดจับที่ปลายแบบรับรู้แรงเพื่อการฟื้นฟูรยางค์ส่วนบน

อัศวะไพฑูรย์เสริฐ

View full text Add to dashboard Cite

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบต้นแบบหุ่นยนต์ 3 มิติชนิดจับที่ปลายแบบรับรู้แรงที่มีระบบควบคุมทางพลศาสตร์และโปรแกรมควบคุมการทำงาน เพื่อการประยุกต์ใช้ในการฟื้นฟูรยางค์ส่วนบน โดยงานวิจัยนี้ได้ออกแบบและพัฒนาต้นแบบหุ่นยนต์ที่มีชื่อว่าหุ่นยนต์ 3DEE (3D End-effector Manipulator Arm) ซึ่งเป็นหุ่นยนต์กายภาพบำบัดชนิดจับที่ปลายที่มีจุดสัมผัสอยู่ที่บริเวณข้อมือ มีลักษณะโครงสร้างเป็น 3-dimensional five-bar linkage manipulator ซึ่งสามารถเคลื่อนไหวใน 3 มิติได้และมีโครงสร้างที่ไม่ซับซ้อน อีกทั้งหุ่นยนต์ยังถูกออกแบบให้เหมาะสำหรับหุ่นยนต์กายภาพบำบัดและคำนึงถึงความปลอดภัยของผู้ใช้เป็นหลัก ระบบควบคุมที่ใช้ในงานวิจัยนี้เป็นระบบควบคุมกำแพงเสมือนแบบสปริงและตัวหน่วงสำหรับโปรแกรมอุโมงค์เสมือนที่เหมาะสำหรับให้ผู้ป่วยได้ออกแรงเคลื่อนไหวเองโดยมีหุ่นยนต์ประคองให้อยู่ในเส้นทางเท่านั้น โปรแกรมถูกออกแบบให้สามารถปรับค่าพารามิเตอร์ต่างๆ บันทึกข้อมูลและแสดงผลข้อมูลได้ การทดสอบหุ่นยนต์เริ่มจากการทดสอบความแม่นยำของส่วนชดเชยน้ำหนักของแขนหุ่นยนต์ก่อนซึ่งเป็นส่วนสำคัญส่วนหนึ่งของระบบควบคุม ซึ่งผลที่ได้นำมาสรุปได้ว่าส่วนชดเชยน้ำหนักของแขนหุ่นยนต์มีความแม่นยำที่มาก ตามด้วยการทดสอบประสิทธิภาพของระบบควบคุม ซึ่งผลที่ได้แสดงให้เห็นว่าระบบควบคุมนี้สามารถช่วยให้เคลื่อนไหวในเส้นทางที่กำหนดได้อย่างสะดวก อีกทั้งยังออกนอกเส้นทางได้ยาก

show abstract

Kinematic and Dynamic Modeling of the PHANToM Premium 1.0 Haptic Device: Experimental Validation

Cited by 6 publications

References 4 publications

Verification of sinusoidal steady state system identification of a Phantom Omni haptic device using data driven modeling

Verification of sinusoidal steady state system identification of a Phantom Omni haptic device using data driven modeling

Enhancement of Virtual Simulator for Marine Crane Operations via Haptic Device with Force Feedback

หุ่นยนต์ 3 มิติชนิดจับที่ปลายแบบรับรู้แรงเพื่อการฟื้นฟูรยางค์ส่วนบน

Contact Info

Product

Resources

About