DE102009017104A1

DE102009017104A1 - 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

Info

Publication number: DE102009017104A1
Application number: DE200910017104
Authority: DE
Inventors: Werner Dr. Schreiber; Bernd Liepert
Original assignee: KUKA Roboter GmbH; Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG; KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2009-04-15
Filing date: 2009-04-15
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-04-16
Also published as: DE102009017104B4

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

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Kraftrückkopplungsvorrichtung zum Interagieren mit einer virtualisierten Umgebung jeweils nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The The invention relates to a method and system for force feedback device for interacting with a virtualized environment, respectively the preambles of the independent claims.

Kraftrückkopplungsvorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. 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. Die Robotervorrichtung kann Bewegungen einer Vorrichtung, die geeignet ist, eine Kraftrückkopplung fühlbar zu machen (Handlingeinrichtung) folgen. Von dem Benutzer durchgeführte Bewegungen können beispielsweise mittels der Handlingeinrichtung auf die Robotervorrichtung übertragen werden, die diesen folgen kann. Dabei können die Bewegungen aufgenommen und die Kraftrückkopplung dem Benutzer fühlbar gemacht werden und beispielsweise für eine virtuelle Einbaumontage mit Kraftrückkopplung eingesetzt werden. Die US 2004 0164960 A1 betrifft ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen einer taktilen virtuellen Realität für einen Benutzer.Force feedback devices of the type mentioned are known. Such can be used for example in the field of virtual technology, wherein, for example, in addition to a visual impression in the virtualized environment, a force feedback can be experienced. The robot device may follow movements of a device which is suitable for making a force feedback tangible (handling device). Movements made by the user may, for example, be transmitted to the robotic device by means of the handling device, which may follow them. The movements can be recorded and the force feedback can be felt to the user and used, for example, for a virtual mounting installation with force feedback. The US 2004 0164960 A1 relates to a system and method for providing a tactile virtual reality to a user.

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.task The invention is an improved force feedback to provide for interacting with a virtualized environment, in particular, an interaction of objects with elastic and / or sluggish properties with the virtualized environment too enable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.The Task is according to the invention with the features solved the independent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kraftrückkopplung zum Interagieren eines Benutzers mit einer virtualisierten Umgebung, mit:

– zumindest einer Robotervorrichtung und einer Handlingeinrichtung zum Fühlbarmachen einer Kraftrückkopplung eines Gegenstandes mit der virtualisierten Umgebung, wobei
– 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 (15) beeinflusst wird.

The method according to the invention for force feedback for interacting with a user with a virtualized environment, comprising:

At least one robotic device and a handling device for detecting a force feedback of an object with the virtualized environment, wherein
A movable arrangement of the handling device, picking up of movements of the handling device and introduction of the force feedback into the handling device with at least one first robot arm and a second robot arm of the at least one robot device is characterized in that an object with a deformable shape is used and by the at least first and second robot arms the instantaneous shape of the object ( 15 ) being affected.

Die Aufgabe wird ferner mit einem entsprechenden System zur Kraftrückkopplung gelöst.The Task is further with a corresponding system for force feedback solved.

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. Unter einer Handlingeinrichtung wird eine beliebige Einrichtung verstanden, die geeignet ist, eine Kraftrückkopplung fühlbar zu machen. 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. 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. 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.Under A virtualized environment becomes a virtual reality and / or a distant reality that is for transmission virtualized to another location, and a combination understood from a virtual and a distant reality. A handling device is understood to mean any device which is suitable to feel a force feedback close. In this case, the handling device one or more include any elements that by means of human and / or animal forces be manipulated, for example, one or more handle / e, a or more pedal (s) and / or one or more tangible rope (s) and / or the like. Under force feedback is a feedback of a force, a moment, an acceleration and / or a vibration understood, in particular those by means of the handling device for haptic representation (capture or feeling) of the same with respect to one User of the force feedback device transferable are. As the deformable shape having an object at least two robot arms coupled and by the robot arms the instantaneous shape of the deformable object is affected, This can be controlled and arranged and moved relatively stable become.

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. 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. 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. Vorteilhaft können dadurch Veränderungen einer äußeren Form eines elastischen oder biegeschlaffen Gegenstands aufgenommen und entsprechend mit der virtualisierten Umgebung interagiert werden. 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.Advantageous can be elongated, elastic and / or limp objects on two or held more positions and then better and more accurate in the room be guided as it was previously possible. movements the one user of the force feedback device for Interacting with the virtualized environment, can therefore at several points by means of the handling device associated robotic device or the robot arms be recorded. Advantageously, it is also possible force feedback at more than one position to transfer the handling device, so for example a user on both hands a force feedback can capture or feel haptically. Advantageous This can change an external Form of a resilient or pliable object added and interact with the virtualized environment accordingly. Advantageously, by means of the handling device and this assigned robot arms, a controller can be realized, in particular a Hand controller, the very realistic forces, moments, Accelerations and / or vibrations in a selectable Number of degrees of freedom, in particular 6 degrees of freedom, from the can represent virtual or distant reality.

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. Vorteilhaft können die Handgriffe von dem Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung zum Eingeben von Bewegungen beziehungsweise zum Interagieren mit der virtualisierten Umgebung ergriffen werden. Ferner kann auch ein Roboterarm selbst Teil der Handlingeinrichtung sein.In one exemplary embodiment of the invention, it is provided that the handling device has a first handle assigned to the first robot arm and a second robot arm assigned to the first robot arm arranged second handle has. Advantageously, the handles may be grasped by the user of the force feedback device to input motions or to interact with the virtualized environment. Furthermore, a robot arm itself can be part of the handling device.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Handlingeinrichtung den Gegenstand umfasst. Vorteilhaft kann der Gegenstand selbst oder das Modell des Gegenstands physisch beziehungsweise real der Handlingeinrichtung zugeordnet sein. 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. 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. Dabei kann es sich beispielsweise um eine fühlbar gemachte Kollision des Gegenstandes mit der virtualisierten Umgebung handeln. 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.at Another embodiment provides that the handling device comprises the object. Advantageously the object itself or the model of the object physically or be assigned to the handling device real. In the latter case can serve the entire object as a handling device, ie advantageous in its actual real spatial extent by the user of the force feedback device become. The force feedback can be advantageous in this Case by means of the robot arms on the handling device and thus on be transferred to the object itself, so that advantageous Any behavior of the object is simulated. there For example, it may be a tactile collision of the item to trade with the virtualized environment. Further it is conceivable to simulate a weight of the object, for example then, if it is just a much easier or heavier Model of the object is.

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. Vorteilhaft kann so mittels der Handlingeinrichtung das Anfassen eines biegeschlaffen Elements, beispielsweise eines Kabels, eines Seils und/oder eines Stück Stoffs simuliert werden. Entsprechend können vorteilhaft mittels der Robotervorrichtung beim Interagieren mit der virtualisierten Umgebung auftretende Kräfte von biegeschlaffen Gegenständen simuliert werden.at Another embodiment provides that the handling device is a first associated with the first robot arm limp element and a second robot arm associated Having second limp element. Advantageously, so by means of the handling device touching a limp element, for example, a cable, a rope and / or a piece Stoffs be simulated. Accordingly, can be advantageous using the robotic device when interacting with the virtualized Environment occurring forces of limp objects be simulated.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Kraftrückkopplung mittels eines Computermodells des Gegenstands ermittelt wird. 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. 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.at Another embodiment provides that the force feedback by means of a computer model of Item is determined. Advantageously, a computer model of the object to be interacted with when interacting Shape changes that occur with the virtualized environment and / or forces introduced into the object. Furthermore, it is conceivable to interact by means of the computer model change of shape with the virtualized environment of the article for the user of the force feedback device visible and / or palpable.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine optische Wiedergabe zum Darstellen der virtualisierten Umgebung oder des Gegenstands in der virtualisierten Umgebung erfolgt. 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.at Another embodiment provides that a visual rendering to represent the virtualized environment or the object in the virtualized environment. additionally to the haptic feedback when interacting with the virtualized environment, it is advantageously possible by means of the optical playback to the user of the force feedback device also to report a visual impression of the interaction.

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. Vorteilhaft können Außenformen und/oder Eigenschaften dieser Außenformen der virtualisierten Umgebung und des Gegenstandes hinterlegt werden und auf Kollisionen überwacht werden. Dabei ist es möglich, einer möglicherweise auftretenden virtuellen Kollision eine virtuelle Kraft zuzuordnen, die mittels der Kraftrückkopplung dem Benutzer haptisch zurückgemeldet werden kann. 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.at Another embodiment provides that the force feedback by means of monitoring and evaluation when interacting with the virtualized object Environment occurring virtual collisions is determined. Advantageous may be exterior shapes and / or properties of these Exterior forms of the virtualized environment and the object be stored and monitored for collisions. It is possible, one possibly occurring virtual collision to assign a virtual force, which means the force feedback the user haptically reported back can be. Algorithms for a haptic rendering respectively Kraftberechnungsalgorithmen, for example, the storage of virtualized environment as a static scene location discrete as a voxel map and the object or the manipulated object as a point cloud, where a collision detection using simple index access in The voxels are feasible, so that will not be discussed further here.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die virtualisierte Umgebung einen digitalen Prototyp und der Gegenstand ein Bauteil des Prototyps aufweist. 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.at Another embodiment provides that the virtualized environment is a digital prototype and the object has a component of the prototype. Advantageously, such a virtual Recessed installation with force feedback possible become, for example, a virtual installation path of the component in the prototype to test or determine.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die zumindest eine Robotervorrichtung oder die Robotervorrichtung und die Handlingeinrichtung schwerkraftkompensiert sind. Vorteilhaft ist es möglich, dem Benutzer keinerlei Schwerkräfte entgegenzubringen. 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. 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. Vorteilhaft kann also das eigentliche Manipulieren beziehungsweise Interagieren des Gegenstandes mit der virtualisierten Umgebung so lange kraftlos erfolgen, so lange keine virtuelle Kollision auftritt.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. Advantageously, it is possible to counter the user with no gravitational forces. Alternatively, however, it is also conceivable, in particular for the case that the handling device consists of the object, to provide only the robot device itself with the gravity compensation, so that the user can also feel the actual weight of the object. Overall, a robot device for receiving the movements of the user of the force feedback device may be switched without power, wherein only in the case of a successful force feedback counter forces are transmitted to the handling device. Advantageously, therefore, the actual manipulation or interaction of the object with the virtua environment as long as powerless as long as no virtual collision occurs.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezug auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen:Further Advantages, features and details emerge from the following Description, in reference to the drawing, an embodiment is described in detail. Same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals. Show it:

1 ein System zur Kraftrückkopplung mit zwei Roboterarmen und einer Handlingeinrichtung, die einen Gegenstand mit elastischen Eigenschaften umfasst; 1 a system for force feedback with two robot arms and a handling device comprising an article with elastic properties;

2 das in 1 gezeigte System, wobei die Handlingeinrichtung einen Gegenstand mit biegeschlaffen Eigenschaften umfasst; 2 this in 1 shown system, wherein the handling device comprises an article with limp properties;

3 das in den 1–2 gezeigte System, wobei die Handlingeinrichtung zwei Seilenden umfasst; 3 that in the 1 - 2 shown system, wherein the handling device comprises two cable ends;

4 zwei verschiedene Detailansichten eines Roboterarms der in den 1–3 gezeigten Kraftrückkopplungsvorrichtung, wobei eine Simulation unterschiedlicher Kraftrichtungen gezeigt ist; 4 two different detail views of a robot arm in the 1 - 3 shown force feedback device, wherein a simulation of different directions of force is shown;

5 das in den 1–3 gezeigte System, wobei ein Computermodell eines Gegenstandes vorgesehen ist; 5 that in the 1 - 3 shown system, wherein a computer model of an object is provided;

6 das in den 1–5 gezeigte System, wobei das Computermodell einen Gegenstand aufweist, der teilweise biegeschlaffe und elastische Eigenschaften aufweist und auf Torsion beanspruchbar ist. 6 that in the 1 - 5 shown system, wherein the computer model comprises an object which has partially pliable and elastic properties and is claimed to torsion.

7 eine dem System entsprechende Manipulationsvorrichtung mit zwei Roboterarmen, die in einer entfernten Realität einen physikalisch tatsächlich vorhandenen Gegenstand analog des gemäß 6 manipulierten Gegenstandes manipuliert, wobei eine Videoüberwachung vorgesehen ist. 7 a system corresponding manipulation device with two robot arms, the physically physically existing object in a remote reality analogous to according to 6 manipulated object manipulated, with a video surveillance is provided.

1 zeigt ein System zur Kraftrückkopplung 1 bzw. eine Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 mit einer Robotervorrichtung 3 mit einem ersten Roboterarm 5 und einem zweiten Roboterarm 7. Die Roboterarme 5, 7 können beispielsweise zum Manipulieren in einem dreidimensionalen Raum mit insgesamt 6 Freiheitsgraden ausgelegt sein. Es ist jedoch auch möglich, die Roboterarme 5, 7 der Robotervorrichtung 3 als sogenannte redundante Roboter beziehungsweise kinematisch redundante Manipulatoren auszulegen. Dazu können diese beispielsweise 7 Freiheitsgrade, insbesondere 7 Achsen aufweisen, wobei diese beispielsweise menschenähnlich, also der Kinematik eines menschlichen Armes nachempfunden, auslegbar sein können. Es können auch mehrere Robotervorrichtungen vorgesehen sein. 1 shows a system for force feedback 1 or a force feedback device 1 with a robot device 3 with a first robot arm 5 and a second robot arm 7 , The robot arms 5 . 7 For example, to manipulate in a three-dimensional space with a total of 6 Degrees of freedom be designed. However, it is also possible to use the robot arms 5 . 7 the robot device 3 designed as so-called redundant robots or kinematic redundant manipulators. For example, these can have 7 degrees of freedom, in particular 7 axes, whereby these can be designed to be human-like, that is to say the kinematics of a human arm. It can also be provided several robot devices.

Die Roboterarme 5, 7 der Robotervorrichtung 3 dienen zum beweglichen Lagern der Handlingeinrichtung 9, zum Aufnehmen von Bewegungen der Handlingeinrichtung 9 und zum Einleiten einer Kraftrückkopplung in die Handlingeinrichtung 9. Dazu sind der erste Roboterarm 5 der Handlingeinrichtung 9 an einem ersten Zuordnungspunkt 11 und der zweite Roboterarm 7 an einem zweiten Zuordnungspunkt 13 der Handlingeinrichtung 9 zugeordnet.The robot arms 5 . 7 the robot device 3 serve for the movable storage of the handling device 9 , for recording movements of the handling device 9 and for introducing a force feedback into the handling device 9 , These are the first robot arm 5 the handling device 9 at a first allocation point 11 and the second robot arm 7 at a second allocation point 13 the handling device 9 assigned.

Gemäß der Darstellung in 1 koppelt ein länglicher verformbarer Gegenstand 15 mit den Roboterarmen 5, 7. Der Gegenstand 15 weist vorzugsweise elastische Eigenschaften auf, was mittels einer gestrichelt dargestellten Linie 17 zum Symbolisieren einer Außenform des Gegenstandes 15 in einem durchgebogenen Zustand in 1 dargestellt ist. Zum Manipulieren des Gegenstandes 15 mit einer nicht näher dargestellten virtuellen Umgebung kann der Gegenstand 15 oder die Handlingeinrichtung 9 an einer beliebigen Stelle, beispielsweise mit zwei Händen angefasst werden, wobei die Roboterarme 5, 7 der Robotervorrichtung 3 kraftlos gesteuert und/oder geregelt werden können, so dass eine Bewegung des Gegenstandes 15 oder der Handlingeinrichtung 9 ein entsprechendes Zurückweichen der Roboterarme 5, 7 der Robotervorrichtung 3 bewirken. Entsprechende Lösungen für die dazu erforderliche inverse Kinematik der Roboterarme 5, 7, insbesondere einer redundanten inversen Kinematik sind bekannt, so dass an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen wird. Insbesondere können die Roboterarme 5, 7 der Robotervorrichtung 3 an ihren Gelenken Positions- und/oder Drehmomentsensoren aufweisen, so dass in einer entsprechenden Stellung der Roboterarme 5, 7 ein einem kraftlosen Zustand entsprechendes Moment stets so einregelbar ist, dass die gesamte Robotervorrichtung 3 zusammen mit der Handlingeinrichtung 9 beziehungsweise dem Gegenstand 15 still steht. Eine entsprechende Manipulation des Gegenstandes 15 oder der Handlingeinrichtung 9 durch einen Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 kann also ein kraftloses Zurückweichen bewirken, wobei vorteilhaft mittels der Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 die Positionen der zwei Zuordnungspunkte 11, 13 aufnehmbar beziehungsweise erfassbar sind. Vorteilhaft kann aus der Lage der Zuordnungspunkte 11, 13 auf die Lage des Gegenstandes 15 rückgeschlossen werden. Vorteilhaft kann auch bei einer festen Zuordnung der Zuordnungspunkte 11, 13 zum Gegenstand 15 eine eventuelle Durchbiegung, wie mittels der Linie 17 angedeutet, des Gegenstandes 15 erfasst werden. Bei dem länglichen Gegenstand 15 kann es sich beispielsweise um einen Scheibenwischer und/oder ein Scheibenwischergestänge handeln.As shown in 1 Couples an elongated deformable object 15 with the robot arms 5 . 7 , The object 15 preferably has elastic properties, which by means of a dashed line 17 for symbolizing an outer shape of the object 15 in a bent state in 1 is shown. For manipulating the object 15 with a virtual environment, not shown, the subject 15 or the handling device 9 be touched anywhere, for example with two hands, the robot arms 5 . 7 the robot device 3 can be powerless controlled and / or regulated, allowing a movement of the object 15 or the handling device 9 a corresponding retraction of the robot arms 5 . 7 the robot device 3 cause. Corresponding solutions for the required inverse kinematics of the robot arms 5 . 7 , In particular, a redundant inverse kinematics are known, so that will not be discussed further here at this point. In particular, the robot arms 5 . 7 the robot device 3 have at their joints position and / or torque sensors, so that in a corresponding position of the robot arms 5 . 7 a torque corresponding to a powerless state is always so einregelbar that the entire robot device 3 together with the handling device 9 or the object 15 stands still. A corresponding manipulation of the object 15 or the handling device 9 by a user of the force feedback device 1 can thus cause a powerless retreat, which advantageously means of the force feedback device 1 the positions of the two allocation points 11 . 13 are recordable or detectable. Advantageous may be the location of the allocation points 11 . 13 on the location of the object 15 be inferred. Advantageously, even with a fixed assignment of the allocation points 11 . 13 to the subject 15 a possible deflection, as by means of the line 17 implied of the object 15 be recorded. At the elongated object 15 it may, for example, be a windscreen wiper and / or a windscreen wiper linkage.

Vorteilhaft kann ein zur Montage des Scheibenwischergestänge erforderliches Durchbiegen desselben mittels den zwei Roboterarmen 5, 7 der Robotervorrichtung 3 ebenfalls erfasst werden. Dies kann vorteilhaft dazu genutzt werden, um den länglichen Gegenstand 15 mit einer virtualisierten Umgebung, beispielsweise einem Prototyp eines nicht näher dargestellten Fahrzeuges, zu interagieren. Vorteilhaft kann die Interaktion der tatsächliche Außenform des Gegenstandes 15, wie sie mittels der Linie 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 5, 7 der Robotervorrichtung 3 auf die Handlingeinrichtung 9 beziehungsweise den Gegenstand 15 der Handlingeinrichtung 9 zurückzumelden. Vorteilhaft kann der den Gegenstand 15 anfassende und eventuell verformende Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 ein realistisches haptisches Bild seiner Interaktion des Gegenstandes 15 mit der virtualisierten Umgebung erhalten.Advantageously, a for mounting the Schei benwischergestänge required bending of the same by means of the two robot arms 5 . 7 the robot device 3 also be recorded. This can be used to advantage to the elongate object 15 to interact with a virtualized environment, such as a prototype of a non-illustrated vehicle. Advantageously, the interaction of the actual exterior shape of the object 15 as they do by means of the line 17 is indicated to be compared with the virtualized environment, for example, to detect possible collisions with the virtualized environment and from these a force feedback by means of the robot arms 5 . 7 the robot device 3 on the handling device 9 or the object 15 the handling device 9 report back. Advantageously, the object 15 touching and possibly deforming users of the force feedback device 1 a realistic haptic picture of his interaction of the object 15 obtained with the virtualized environment.

Zusätzlich ist es möglich, dem Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 mittels eines in der 1 nicht dargestellten Displays auch einen visuellen Eindruck seiner Interaktionen mit der virtualisierten Umgebung zu vermitteln.In addition, it is possible for the user of the force feedback device 1 by means of a in the 1 Not shown displays also give a visual impression of his interactions with the virtualized environment.

2 zeigt ebenfalls die in 1 gezeigte Kraftrückkopplungsvorrichtung 1, wobei Im Unterschied ein Gegenstand 15 eingesetzt wird, der im Wesentlichen lediglich auf Zug beanspruchbar ist, beispielsweise ein Seil 19. Das Seil 19, das auch als Handlingeinrichtung 9 dienen kann, ist zur Verdeutlichung in 2 zweimal und mit unterschiedlicher Durchbiegung dargestellt, wobei sich eine flachere und eine tiefer hängende Kettenlinie ergibt. Die die mittels der Roboterarme 5, 7 in das Seil 19 eingebrachten Kräfte sind in 2 mittels zwei unterschiedlichen Pfeilen dargestellt, wobei jeweils ein Pfeil 21 für die unterschiedlichen Darstellungen des Seils 19 die entsprechende Zugkraft symbolisiert. 2 also shows the in 1 shown force feedback device 1 , In difference, an object 15 is used, which is essentially claimed only on train, such as a rope 19 , The rope 19 which also acts as a handling device 9 can serve, is for clarity in 2 shown twice and with different deflection, resulting in a flatter and a lower hanging chain line. The the by means of the robot arms 5 . 7 in the rope 19 introduced forces are in 2 represented by two different arrows, each with an arrow 21 for the different representations of the rope 19 the corresponding traction symbolizes.

Zum Interagieren des Seils 19 mit der nicht näher dargestellten virtuellen Umgebung kann das Seil 19 an einer beliebigen Stelle, bevorzugt relativ nah den Zuordnungspunkten 11, 13 von einem Benutzer angefasst werden, wobei sich dadurch eine an den Roboterarmen 5, 7 und mittels der Pfeile 21 angedeutete Kraft ändert, so dass auch in diesem Fall die Roboterarme 5, 7 den Bewegungen des Benutzers der Kraftrückkopplungsvorrichtung folgen können. Zusätzlich ist es möglich, ein Computermodell des Seils 19 beziehungsweise die sich ergebenden Kettenlinie 23 bei einem normalen Durchhang des Seils 19 zu hinterlegen, wobei vorteilhaft die Kraftrückkopplung und das Aufnehmen der Bewegungen der Handlingeinrichtung 9 mittels dieses Computermodells verfeinert werden können. 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. In diesem Fall kann die Kraftrückkopplungsvorrichtung aus dem sich ergebenden Abstand der Zuordnungspunkte 11, 13 beziehungsweise deren räumlicher Lage zueinander und des Computermodells des Seils 19, also dessen Gewicht und dessen Länge die sich für einen kraftlosen Zustand ergebende Kraft, wie mittels der Pfeile 21 angedeutet, errechnen, so dass vorteilhaft bei einem Nichtanfassen der Handlingeinrichtung 9 die Robotervorrichtung 1 trotz unterschiedlicher realer Zugkräfte des Seils 19 stillsteht.To interact with the rope 19 with the virtual environment, not shown, the rope can 19 at any point, preferably relatively close to the assignment points 11 . 13 be touched by a user, thereby being one on the robot arms 5 . 7 and by means of the arrows 21 indicated force changes, so that in this case, the robot arms 5 . 7 can follow the movements of the user of the force feedback device. In addition, it is possible to use a computer model of the rope 19 or the resulting chain line 23 with a normal sag of the rope 19 deposit, wherein advantageously the force feedback and recording the movements of the handling device 9 can be refined by means of this computer model. Advantageously, for example, the user of the force feedback device, the rope can be brought together or pulled apart, resulting in a particularly deep or shallow slack. In this case, the force feedback device can be determined from the resulting distance of the assignment points 11 . 13 or their spatial position relative to each other and the computer model of the rope 19 , So its weight and its length, the force resulting for a powerless state, as by means of the arrows 21 indicated, calculated, so that advantageous when not touching the handling device 9 the robot device 1 despite different real tensile forces of the rope 19 stationary.

3 zeigt die in den 1 und 2 gezeigte Kraftrückkopplungsvorrichtung 1, wobei im Unterschied ein dem ersten Roboterarm 5 an dem ersten Zuordnungspunkt 11 zugeordnetes erstes biegeschlaffes Element 25 und ein dem zweiten Roboterarm 7 an dem zweiten Zuordnungspunkt 13 zugeordnetes zweites biegeschlaffes Element 27 eingesetzt wird. Außerdem ist zwischen den Zuordnungspunkten 11, 13 gepunktet dargestellt eine virtuelle Kettenlinie 29 eingezeichnet. Vorteilhaft kann der Benutzer die biegeschlaffen Element 25 und 27 ergreifen, wobei mittels der gepunktet eingezeichneten Kettenlinie 29, die als Symbol eines hinterlegten Computermodells des in 2 dargestellten Seils 19 verstanden werden kann, vorteilhaft mittels der Robotervorrichtung 3 so eine Kraftrückkopplung auf die Handlingeinrichtung 9 übertragen werden kann, die für den Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 eine haptische Repräsentation entsteht, als würde er ein Seil mit dem Durchhang entsprechend der Kettenlinie 29 in Händen halten. 3 shows the in the 1 and 2 shown force feedback device 1 in contrast, a the first robot arm 5 at the first allocation point 11 associated first limp element 25 and a second robot arm 7 at the second allocation point 13 associated second limp element 27 is used. It is also between the allocation points 11 . 13 dotted represents a virtual catenary 29 located. Advantageously, the user can use the limp element 25 and 27 take, by means of the dotted chain line 29 symbolizing a deposited computer model of the in 2 illustrated rope 19 can be understood, advantageously by means of the robotic device 3 such a force feedback on the handling device 9 can be transmitted to the user of the force feedback device 1 a haptic representation arises as if it were a rope with the slack corresponding to the chain line 29 hold in hands.

4 zeigt zwei unterschiedliche Detailbilder des ersten Roboterarms 5 der Robotervorrichtung 3, beispielsweise wie in 3 dargestellt. Dargestellt ist außerdem eine Hand 31, die die Handlingeinrichtung 9 ergreift. Mittels der Kraftrückkopplung können dem Benutzer unterschiedliche Durchhänge des simulierten Gegenstands 15 beziehungsweise des Seils 19 vermittelt werden, was in der 4 mittels unterschiedlich stark geneigter Kettenlinien 29 dargestellt ist. 4 shows two different detail images of the first robot arm 5 the robot device 3 , for example as in 3 shown. Also shown is a hand 31 that the handling device 9 grasps. By means of the force feedback, the user can have different sags of the simulated object 15 or the rope 19 be conveyed, what in the 4 by means of differently inclined catenary lines 29 is shown.

5 zeigt die in den 3 und 4 dargestellte Robotervorrichtung 3 zusammen mit einer verformten Kettenlinie 29 des mittels des Computermodells darstellbaren Seils 19 beziehungsweise Gegenstands 15. Das nur virtuell vorhandene Seil, das mittels der Kettenlinie 29 in 5 angedeutet ist, wird mit einer virtuellen Umgebung 33, die beispielsweise einen gepunktet dargestellten Quader 35 aufweisen kann, interagiert. Dabei legt sich die Kettenlinie 29 virtuell über den Quader 35. Vorteilhaft können die sich dabei ergebenden Zugkräfte mittels der Roboterarme 5, 7 der Robotervorrichtung 3 auf die Handlingeinrichtung 9 und über diese auf die Hände 31 des Benutzers der Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 übertragen werden. Vorteilhaft könnte auch ein Einhängen beziehungsweise Umschlingen des virtuell dargestellten Seils um den virtuellen Quader 35 mittels der Kraftrückkopplung zurückgemeldet werden. Hierzu könnte die Richtung und Stärke der virtuellen Zugkräfte auf die Handlingeinrichtung 9 übertragen werden. 5 shows the in the 3 and 4 illustrated robot device 3 along with a deformed catenary 29 of the rope which can be represented by means of the computer model 19 or object 15 , The only virtual existing rope, by means of the chain line 29 in 5 implied is using a virtual environment 33 , for example, a cuboid shown dotted 35 can interact with. This puts the catenary 29 virtually across the cuboid 35 , Advantageously, the resulting tensile forces by means of the robot arms 5 . 7 the robot device 3 on the handling device 9 and on these hands 31 the user of the force feedback device 1 be transmitted. It could also be advantageous to hook or wrap around the virtual rope around the virtual cuboid 35 be reported back by means of the force feedback. This could be the direction and strength of the virtual tractive forces on the handling device 9 be transmitted.

6 zeigt die in den 1–5 dargestellte Kraftrückkopplungsvorrichtung 1, wobei das Computermodell einen virtuellen Gegenstand 15 repräsentiert, der biegeschlaffe Eigenschaften aufweist, jedoch auch zusätzlich auf Torsion beanspruchbar ist. Dabei könnte es sich beispielsweise um ein Kabel handeln. Mittels eines geschwungenen Pfeils 37 ist in 6 angedeutet, dass dem Benutzer beim Bewegen der Handlingeinrichtung 9 über diese ein Drehmoment beziehungsweise eine Reaktion, also die Kraftrückkopplung zurückgemeldet werden kann. Vorteilhaft kann die mittels des geschwungenen Pfeils 37 angedeutete Reaktion des virtuellen Gegenstands 15 mittels des Computermodells ermittelt werden. Dabei kann beispielsweise auch eine Verschlingung 39 des virtuellen Gegenstandes 15 berechnet und berücksichtigt werden. Vorteilhaft kann so mittels der Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 auch ein nur sehr schwer handzuhabender Gegenstand, wie beispielsweise ein Kabel, mit der virtualisierten Umgebung interagiert werden. 6 shows the in the 1 - 5 shown force feedback device 1 where the computer model is a virtual item 15 represents, which has pliable properties, but also in addition to torsion claims. This could, for example, be a cable. By means of a curved arrow 37 is in 6 indicated to the user when moving the handling device 9 can be reported back on this torque or a reaction, so the force feedback. Advantageously, the means of the curved arrow 37 indicated reaction of the virtual item 15 be determined by means of the computer model. In this case, for example, an entanglement 39 of the virtual object 15 calculated and taken into account. Advantageously, by means of the force feedback device 1 Also, a very difficult to handle item, such as a cable, will interact with the virtualized environment.

Vorteilhaft ist es möglich, wie in 7 dargestellt, die mittels der Handlingeinrichtung 9 aufgenommenen Bewegungen des Benutzers der Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 in einer physikalisch vorhandenen, beispielsweise vom Benutzer entfernten (fernen) Realität 41 nachzuvollziehen. Hierzu kann die ferne Realität 41 einen Manipulator 43 aufweisen, der beispielsweise analog der Robotervorrichtung 3, insbesondere identisch mit der Robotervorrichtung 3, aufgebaut ist. In Bezug auf die 6 und 7 ist zu erkennen, dass mittels des Manipulators 43 in den in der fernen Realität 41 physikalisch tatsächlich vorhandenen Gegenstand 15 ein Drehmoment einleitbar ist, dessen Richtung der in 6 dargestellten Kraftrückkopplung entgegengesetzt ist, was mittels eines geschwungenen Pfeils 45 in 7 angedeutet ist.Advantageously, it is possible as in 7 represented by the handling device 9 recorded movements of the user of the force feedback device 1 in a physically present, for example, remote (from the user) reality 41 understand. This can be the distant reality 41 a manipulator 43 have, for example, analogous to the robotic device 3 , in particular identical to the robot device 3 , is constructed. Regarding the 6 and 7 it can be seen that by means of the manipulator 43 in the distant reality 41 physically actually existing object 15 a torque can be introduced, the direction of the in 6 shown force feedback is opposite, which by means of a curved arrow 45 in 7 is indicated.

Es ist denkbar, mittels einer Kamera 47 die tatsächlichen Reaktionen des physikalisch vorhandenen Gegenstands 15 der fernen Realität 41 aufzuzeichnen und diese entweder in Kombination mit dem Computermodell oder anstelle des Computermodells zu der virtuellen Reaktion des Gegenstandes 15, wie er beispielsweise in 6 mittels einer gepunktet dargestellten Verformungslinie 49 dargestellt ist, zu verrechnen.It is conceivable by means of a camera 47 the actual reactions of the physical object 15 the distant reality 41 record them either in combination with the computer model or instead of the computer model to the virtual reaction of the object 15 as he is for example in 6 by means of a dotted illustrated deformation line 49 is shown, to charge.

Das Kraftrückkopplungssystem 1 kann vorteilhaft im Bereich der virtuellen Technik eingesetzt werden. Hierzu kann ferner ein nicht näher dargestelltes Display zum Vermitteln eines visuellen Eindruckes vorgesehen sein. Der visuelle Eindruck kann beispielsweise aus computergenerierten Daten, insbesondere des Computermodells des Gegenstandes 15 und eines entsprechenden Modells der virtualisierten Realität erzeugt werden, wobei vorteilhaft der Benutzer der Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 zusätzlich noch eine Kraftrückmeldung beziehungsweise die Kraftrückkopplung erleben kann. Vorteilhaft kann dies beispielsweise zum Einbau eines Bauteiles in einen digitalen Prototypen erfolgen. Hierzu kann der Gegenstand 15 an den Zuordnungspunkten 11, 13 den Roboterarmen 5, 7 der Robotervorrichtung 3 zugeordnet werden, wobei die Ro boterarme 5, 7 der Robotervorrichtung 3 ohne eigene Kraft Bewegungen des Benutzers der Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 folgen können. Vorteilhaft kann mittels der Robotervorrichtung 1 eine Position des Gegenstandes 15 erfasst beziehungsweise aufgenommen und in Echtzeit mit Daten der virtualisierten Realität 33, insbesondere des digitalen Prototyps verglichen werden. Falls der Gegenstand 15 an Teile der virtualisierten Realität 33 anstoßen würde, kann vorteilhaft die Robotervorrichtung 3 eine einer Kollision entsprechende Gegenkraft aufbringen und damit weitere Bewegungen des Gegenstandes 15 in die entsprechende Richtung verhindern, so dass vorteilhaft ein realitätsnaher Eindruck entsteht.The force feedback system 1 can be used advantageously in the field of virtual technology. For this purpose, a display not shown in more detail can be provided for imparting a visual impression. The visual impression may be, for example, from computer generated data, in particular the computer model of the object 15 and a corresponding model of the virtualized reality, wherein advantageously the user of the force feedback device 1 additionally can experience a force feedback or the force feedback. This can advantageously be done, for example, to install a component in a digital prototype. For this purpose, the object 15 at the allocation points 11 . 13 the robot arms 5 . 7 the robot device 3 be associated with the ro boterarme 5 . 7 the robot device 3 without own force movements of the user of the force feedback device 1 can follow. Advantageously, by means of the robotic device 1 a position of the object 15 captured or recorded and in real time with virtual reality data 33 , in particular the digital prototype. If the item 15 to parts of virtual reality 33 would be advantageous to the robotic device 3 applying a collision corresponding counterforce and thus further movements of the object 15 prevent in the appropriate direction, so that advantageously creates a realistic impression.

Vorteilhaft können mittels der Robotervorrichtung 3 auch nicht eigenstabile Bauteile der Robotervorrichtung 3 zugeordnet werden, beispielsweise lange Bauteile wie zum Beispiel Scheibenwischergestänge oder biegeschlaffe Bauteile, insbesondere Kabel oder Schläuche.Advantageously, by means of the robotic device 3 also not intrinsically stable components of the robotic device 3 be assigned, for example, long components such as windscreen wiper linkage or pliable components, especially cables or hoses.

Hierzu kann die Robotervorrichtung 3 eine Vielzahl von Roboterarmen 5, 7 aufweisen.For this purpose, the robot device 3 a variety of robot arms 5 . 7 exhibit.

Es ist denkbar, dass die biegeschlaffen Elemente 25 und 27 der Handlingeinrichtung 9, wie in 3 dargestellt, beispielsweise kleine Kabelstücke aufweisen, die insbesondere mit zu montierenden Steckern und/oder Buchsen 51 versehen sind. Der Benutzer kann dann beispielsweise zur Montageerprobung der Stecker und/oder Buchsen 51 diese mit der virtualisierten Realität interagieren. Ferner ist es denkbar, den Steckern und/oder Buchsen 51 zusätzlich oder ausschließlich Roboterarme zur Kraftrückkopplung und/oder Aufnahme der Bewegungen zuzuordnen. Die Kraftrückkopplung kann dazu direkt in die Stecker und/oder Buchsen 51 eingeleitet werden, zum Beispiel für eine Montageerprobung beziehungsweise ein virtuelles Kontaktieren.It is conceivable that the limp elements 25 and 27 the handling device 9 , as in 3 represented, for example, have small pieces of cable, in particular to be mounted with plugs and / or sockets 51 are provided. The user can then, for example, for assembly testing of the plugs and / or sockets 51 these interact with virtualized reality. Furthermore, it is conceivable the plugs and / or sockets 51 additionally or exclusively associate robot arms for force feedback and / or recording of the movements. The force feedback can do this directly in the plugs and / or sockets 51 be initiated, for example, for a mounting test or a virtual contact.

Vorteilhaft können mittels der Roboterarme 5, 7 solche biegeschlaffen und/oder langen Teile an zwei oder mehreren Zuordnungspunkten 11, 13 festgehalten und dadurch vorteilhaft auch besser und genauer im Raum geführt werden.Advantageously, by means of the robot arms 5 . 7 Such limp and / or long parts at two or more allocation points 11 . 13 held and thereby advantageous also better and ge be guided in the room.

Das nicht näher dargestellte Display kann eine sogenannte Mehrseitenprojektionsanlage aufweisen. Vorteilhaft kann die Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 zur Montageerprobung und/oder Erprobung von Wartungssituationen eingesetzt werden. Ferner ist es möglich, die Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 zum Training und/oder Überwachen von motorischen Fähigkeiten einzusetzen, beispielsweise zu Trainingszwecken, insbesondere Rehabilitation. Außerdem ist es denkbar, die Kraftrückkopplungsvorrichtung 1 für Manipulationsaufgaben in der fernen Realität 41 einzusetzen, insbesondere, falls diese Gefahren aufweist.The display, not shown, may have a so-called multi-side projection system. Advantageously, the force feedback device 1 be used for assembly testing and / or testing of maintenance situations. Further, it is possible to use the force feedback device 1 to use for training and / or monitoring of motor skills, for example, for training purposes, in particular rehabilitation. In addition, it is conceivable, the force feedback device 1 for manipulation tasks in the distant realm 41 to use, in particular, if these dangers.

11: Vorrichtung oder System zur Kraftrückkopplungcontraption or system for force feedback
33: Robotervorrichtungrobotic device
55: erster Roboterarmfirst robot arm
77: zweiter Roboterarmsecond robot arm
99: Handlingeinrichtunghandling device
1111: erster Zuordnungspunktfirst assignment point
1313: zweiter Zuordnungspunktsecond assignment point
1515: Gegenstandobject
1717: Linieline
1919: Seilrope
2121: Pfeilearrows
2525: erstes biegeschlaffes Elementfirst limp element
2727: zweites biegeschlaffes Elementsecond limp element
2929: Kettenliniecatenary
3131: Handhand
3333: virtuelle Umgebungvirtual Surroundings
3535: Quadercuboid
3737: Pfeilarrow
3939: Verschlingunginterlacing
4141: ferne Realitätdistance reality
4343: Manipulatormanipulator
4545: Pfeilarrow
4747: Kameracamera
4949: Verformungsliniedeformation line
5151: Stecker/BuchsenMale / female

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20040164960 A1 [0002]

Claims

Method for force feedback ( 1 ) for interacting a user with a virtualized environment, comprising: - at least one robotic device ( 3 ), and a handling device ( 9 ) for sensing a force feedback of an object ( 15 ) with the virtualized environment, wherein - a movable arrangement of the handling device ( 9 ), Recording movements of the handling device ( 9 ) and introducing the force feedback into the handling device ( 9 ) with at least a first and a second robot arm ( 5 . 7 ) of the at least one robotic device ( 3 ), characterized in that an object ( 15 ) is used with a deformable shape and by the at least first and second robot arms ( 5 . 7 ) the instantaneous shape of the object ( 15 ) being affected.

Method according to claim 1, characterized in that the article ( 15 ) has one or more of the material properties elastic, stretchable and limp.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the handling device ( 9 ) a the first robot arm ( 5 ) associated first handle and a second robot arm ( 7 ) associated with the second handle.

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 ) can be determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the one optical reproduction by means of a device for representing the virtualized environment ( 33 ) or the object ( 15 ) in the virtualized environment ( 33 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims 3-8, characterized in that the force feedback by means of monitoring and evaluating in the interaction of the object ( 15 ) with the virtualized environment ( 33 ) occurring virtual collisions is determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the virtualized environment ( 33 ) a digital prototype, in particular a vehicle, and the object ( 15 ) has a component of the prototype.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the robot device ( 3 ) or the robotic device ( 3 ) and the handling device ( 9 ) Gravity can be operated compensated.

System for force feedback ( 1 ) for interacting a user with a virtualized environment, comprising: - at least one robotic device ( 3 ), and a handling device ( 9 ) for sensing a force feedback of an object ( 15 ) with the virtualized environment, wherein - the at least one robotic device for a movable arrangement of the handling device ( 9 ), Recording movements of the handling device ( 9 ) and introducing the force feedback into the handling device ( 9 ) with at least a first and a second robot arm ( 5 . 7 ) of the at least one robotic device ( 3 ), characterized in that the article ( 15 ) has a deformable shape and by the at least first and second robot arms ( 5 . 7 ) the instantaneous shape of the object ( 15 ) is influenced.