Dispositivos e kits de ferramentas de software
que adicionam um sentido de tacto
Dispositivos e kits de ferramentas de software
que adicionam um sentido de tacto
Os dispositivos tácteis Sensable® Phantom® da Geomagic proporcionam verdadeira entrada tridimensional com feedback de
força, integrando um sentido de tacto em aplicações de pesquisa e comerciais, bem como nos sistemas de modelagem 3D
Geomagic® Freeform® e Geomagic® Claytools®. Os dispositivos Sensable Phantom podem medir com precisão a posição espacial
3D (ao longo dos eixos x, y e z) e a orientação (passo, registo e rotação) do estilete manual. Os dispositivos utilizam motores para
criarem as forças que fazem recuar a mão do utilizador para simular o toque e a interação com objetos virtuais. Estão disponíveis
modelos 3DOF (Degrees of Freedom) e 6DOF.
Aplicações de educação, pesquisa e OEM
Os dispositivos tácteis são utilizados numa vasta gama de aplicações, bem como em projetos exigentes de R&D, em que é
pretendida a interação intuitiva e realista com o mundo digital. Em vários modelos, os efetores terminais do Phantom podem ser
personalizados para simularem uma variedade de ferramentas. As aplicações OEM incluem simulações médicas e exercícios de
formação em que o estilete emula as sensações físicas – como sondas, punções, perfurações ou cortes – da utilização de uma
seringa, bisturi, artroscópio ou outro instrumento médico.
Outras aplicações comerciais, científicas e de pesquisa incluem:
• Controlo robótico
• Montagem virtual
• Detecção de colisão
• Formação e avaliação de capacidades
• Modelagem molecular
• Reabilitação
• Nano-manipulação
• Modelagem 3D
• Aplicações para deficientes visuais
• Entretenimento e realidade virtual
Portfólio de dispositivos
Os dispositivos Geomagic Phantom variam de acordo com a dimensão do espaço de trabalho, intensidade e número de forças,
intervalo de movimento, precisão da sensibilidade da posição, inércia e fidelidade. Os dispositivos Sensable Phantom Omni® e
Sensable® Phantom® Desktop™ suportam uma vasta gama de movimentos equivalentes aos movimentos da mão que gira em
torno do pulso, e acionam uma grande variedade de aplicações comerciais, académicas e de pesquisa. Os modelos maiores do
Sensable® Phantom® Premium™ proporcionam um conjunto de movimentos equivalentes ao movimento do braço que gira em
torno do cotovelo ou do ombro. A linha Phantom Premium inclui dois modelos HF (High Force) e três dispositivos 6DOF (Degrees of
Freedom). Os 6DOF disponibilizam feedback de força relativamente à orientação (passo, registo e rotação) além da posição espacial.
OpenHaptics
Em aplicações personalizadas, de terceiros e R&D, os dispositivos Phantom requerem a utilização do kit de ferramentas
OpenHaptics®. Este kit de ferramentas de software dá aos programadores a possibilidade para integrarem totalmente as
capacidades de um dispositivo Phantom com aplicações 3D. A um nível elevado, o kit de ferramentas permite o suporte de
dispositivos tácteis Sensable Phantom, a navegação 3D verdadeira, as propriedades do material e o suporte de objectos
poligonais para aplicações que já utilizam OpenGL. Os níveis mais baixos, o kit de ferramentas permite que os programadores
efectuem o acesso a leituras de sensor, controlo de dispositivos, controlo direto de criação de forças e muito mais. Uma microAPI QuickHaptics™ também é incluída para permitir o desenvolvimento rápido de aplicações tácteis utilizando o código de
exemplo fornecido.
O kit de ferramentas OpenHaptics está disponível gratuitamente para utilização académica. Para aplicações comerciais (OEM) ou
de programação não comercial, é necessária uma licença de programador e/ou comercial em tempo de execução e são aplicadas
tarifas. O Centro de assistência ao programador on-line da Geomagic está disponível para clientes académicos gratuitamente, e
para programadores OEM e não comerciais com contratos de manutenção de software OpenHaptics activo.
Sensable Phantom Specifications
Phantom Omni e Desktop
PHANTOM Omni
PHANTOM Desktop
~ 6,4 L x 4,8 A x 2,8 P pol
> 160 L x 120 A x 70 P mm
~ 6,4 L x 4,8 A x 4,8 P pol
> 160 L x 120 A x 120 P mm
Movimento da mão que gira em torno do pulso
Movimento da mão que gira em torno do pulso
> 450 dpi
~0.055 mm
> 1100 dpi
~0.023 mm
Espaço de trabalho
Intervalo de movimento
Resolução da posição nominal
Força exercida máxima na posição
nominal (braços ortogonais)
0.75 lbf (3.3 N)
1.8 lbf (7.9 N)
Eixo X > 7,3 lb/pol (1,26 N/mm)
Eixo Y > 13,4 lb/pol (2,31 N/mm)
Eixo Z > 5,9 lb/pol (1,02 N/mm)
Eixo X > 10,8 lb/pol (1,86 N/mm)
Eixo Y > 13,6 lb/pol (2,35 N/mm)
Eixo Z > 8,6 lb/pol (1,48 N/mm)
x, y, z
x, y, z
x, y, z (codificadores digitais)
x, y, z (codificadores digitais)
[Passo, registo, rotação (± 5% de potenciómetros
de linearidade)]
[Passo, registo, rotação (± 3% de potenciómetros
de linearidade)]
Porta FireWire® IEEE-1394: 6 pinos - 6 pinos
Porta Ethernet IEEE-802.3
Rigidez
Feedback de força (3 Degrees of
Freedom)
Sentido/entrada de posição (6
Degrees of Freedom)
[Suspensão de estilete]
Interface
Phantom Premiums
Premium 1.0
Premium 1.5
1.5 High Force (HF)
Premium 3.0
Espaço de trabalho
10 L x 7 A x 5 P polegadas
254 L x 178 A x 127 P mm
15 L x 10,5 A x 7,5 P polegadas
381 L x 267 A x 191 P mm
33 L x 23 A x 16 P polegadas
838 L x 584 A x 406 P mm
Intervalo de movimento
Movimento da mão que gira em
torno do pulso
Movimento do braço inferior que gira
em torno do cotovelo
Movimento do braço completo
que gira em torno do ombro
Resolução da posição nominal
860 ppp
0,03 mm
860 ppp
0,03 mm
3.784 ppp
0,007 mm
> 1.000 ppp
~ 0,02 mm
Força exercida máxima
(posição nominal)
1,9 lbf.
8,5 N
1,9 lbf.
8,5 N
8,4 lbf.
37,5 N
4,9 lbf.
22 N
Rigidez
20 lbf pol-1
3,5 N mm-1
20 lbf pol-1
3,5 N mm-1
5,7 lbf pol-1
1 N mm-1
Feedback de força (3 Degrees
of Freedom)
x, y, z
x, y, z
x, y, z
Sentido/entrada de posição (3
Degrees of Freedom, com 3
graus adicionais opcionais)
x, y, z
(rotação, passo, registo opcional)
x, y, z
(rotação, passo,
registo opcional)
x, y, z
(rotação, passo,
registo opcional)
x, y, z
(rotação, passo, registo opcional)
Interface
Porta paralela
Porta paralela
Porta paralela
Porta paralela
Efectores terminais opcionais
Suspensão do codificador
Suspensão do
codificador
Suspensão do
codificador de HF
Suspensão do codificador
Phantom Premium
6 DOFs
Premium 1.5/6DOF
Premium 1.5 High Force/6DOF
Premium 3.0/6DOF
15 L x 10,5 A x 7,5 P polegadas
381 L x 267 A x 191 P mm
15 L x 10,5 A x 7,5 P polegadas
381 L x 267 A x 191 P mm
33 L x 23 A x 16 P polegadas
838 L x 584 A x 406 P mm
297 graus / 5,18 radianos
260 graus / 4,54 radianos
335 graus / 5,85 radianos
297 graus / 5,18 radianos
260 graus / 4,54 radianos
335 graus / 5,85 radianos
297 graus / 5,18 radianos
260 graus / 4,54 radianos
335 graus / 5,85 radianos
Movimento do braço inferior que
gira em torno do cotovelo
Movimento do braço inferior que
gira em torno do cotovelo
Movimento do braço completo
que gira em torno do ombro
860 ppp / 0,03mm
3.784 ppp / 0,007 mm
> 1.000 ppp / ~ 0,02 mm
0,0023 graus/0,00004 radianos
0,0080 graus/0,00014 radianos
0,0023 graus/0,00004 radianos
0,0080 graus/0,00014 radianos
0,0023 graus/0,00004 radianos
0,0080 graus/0,00014 radianos
1,9 lbf / 8,5 N
8,4 lbf / 37,5 N
4,9 lbf / 22N
73 on-pol / 515 mNm
24 on-pol / 170 mNm
73 on-pol / 515 mNm
24 on-pol / 170 mNm
73 on-pol / 515 mNm
24 on-pol / 170 mNm
Rigidez
20 lbf pol-1
3,5 N mm-1
20 lbf pol-1
3,5 N mm-1
5,7 lbf po-1
1 N mm-1
Feedback de força (6 Degrees
of Freedom)
x, y, z, Tx, Ty, Tz
x, y, z, Tx, Ty, Tz
x, y, z, Tx, Ty, Tz
Sentido/entrada de posição (6
Degrees of Freedom)
x, y, z, rotação, passo, registo
x, y, z, rotação, passo, registo
x, y, z, rotação, passo, registo
Interface
Porta paralela
Porta paralela
Porta paralela
Efectores terminais opcionais
Almofada do polegar (pressão),
tesouras
Almofada do polegar (pressão),
tesouras
Almofada do polegar (pressão),
tesouras
Espaço de trabalho:
Translação
Rotação
Registo
Passo
Rotação
Intervalo de movimento
Resolução da posição nominal:
Translação
Rotação
Registo e passo
Rotação
Força e torque exercidos
máximos na posição nominal
(braços ortogonais):
Translação
Rotação
Registo e passo
Rotação
Especificações completas em Geomagic.com.
About Us
Geomagic é uma empresa global dedicada a
desenvolver e utilizar a tecnologia 3D para o
benefício da humanidade. As soluções de software
da Geomagic de digitalização e de design são
usados para capturar e modelar os objetos 3D físicos,
orgânicos, esculpir formas complexas e preparar os
produtos para a fabricação. Além disso, a empresa
produz uma poderosa parte de metrologia 3D,
e software de inspeção que verifica a qualidade
dimensional, comparando os pontos com o padrão.
Geomagic SensAble, Phantom dispositivos de toque
que simula a sensação da modelação manual em um
ambiente digital.
World Class Support
Technical support and maintenance contracts are available for Sensable Phantom haptic
devices and OpenHaptics software. Access to the online Developer Support Center
(DSC) is provided free to academic customers. Full details on the support offerings are
available at geomagic.com.
Imagem de Gregory J. Wiet, MD, FACS, FAAP e Associate Professor of Otolaryngology, Pediatrics and Biomedical
Informatics no Ohio State University Nationwide Children’s Hospital utilizando simulador de perfuração do osso
temporal duplo Phantom Omni de fonte aberta, desenvolvido em parceria com o Ohio Supercomputer Center
Interface Lab. Wiet GJ, Stredney D, Wan D. “Training and Simulation in Otolaryngology.” Otolaryngology Clinics of
North America. Vol. 44, nº 6. (Dez de 2011): 1333-1350. (1.65)
Imagem da ferramenta e do bloco do motor por cortesia do Stanford BioRobotics Laboratory, ilustrando um
algoritmo de criação táctil desenvolvido e programado para distribuição em fonte aberta que simula a interacção
de corpo rígido entre uma ferramenta virtual controlada por modo táctil, representado como uma superfície de
amostragem de ponto, e iso-superfícies volumétricas. Chan, S., Conti, F., Blevins, N. H., & Salisbury, K. Constraintbased six degree-of-freedom haptic rendering of volume-embedded isosurfaces. Proc. IEEE World Haptics
Conference (2011).
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