Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Detektering och Undvikning av Singularitet i ARES Haptic Enheten
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2012 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Singularity Detection and Avoidance in the ARES Haptic Device (English)
Abstract [sv]

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.

Abstract [en]

In today´s advancements, a singular free workspace is essential in the case of haptic

application, since the user controls the motion of the tool of the device; one cannot free

plan a motion trajectory to avoid a singular point. A singular point in the workspace

tends to create complex conditions such as infinite forces and torques when involving

control design that is a key part of a haptic application. The main objective of the thesis

is to detect and avoid types of singularity in different regions of the workspace, while

optimizing the turnaround time for the ARES haptic device. The singularity free points

detection approach is based on simulating and computing the workspace of the ARES

haptic device. The simulation is described by applying two methods, where one is an

interval arithmetic method for parallel robotic structure, the second one is to collect a

large amount of information from the workspace by simulation. The singular point

avoidance approach is adapted for optimization and avoiding Forward Kinematic

singular points, while keeping turnaround time at less than 1ms. In order to achieve this

goal, the Modified Newton Raphson method is used for solving the iteration of Forward

Kinematics, singular points, when tool of the device is close to a singular region. The

experimental measures were performed on the ARES haptic device to show the

effectiveness of the developed approach. Moreover, the simulation and experimental

results show improvements in the device.

Place, publisher, year, edition, pages
2012.
Series
MMK 2012:07 MDA 414
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-99273OAI: oai:DiVA.org:kth-99273DiVA: diva2:541749
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-07-23 Created: 2012-07-23 Last updated: 2012-07-24Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Martti Mercurio(3923 kB)174 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3923 kBChecksum SHA-512
ca398a64e5e852396c953f76eeeb80fc5dad9bcce39acaaa68d069b0bda078eeb7058b4ca185481ad2c38ff97d10a7dd19bdcb73b1d63a327028d8691c7997f9
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 174 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 161 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf