Ανάπτυξη μοντέλου ρομποτικού βραχίονα 3 DOF και συστήματος ελέγχου αυτού για την κατασκευή εκπαιδευτικού σειριακού μηχανισμού παραμετρικής γεωμετρίας

Abstract

Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας αναπτύχθηκε αρχικά ένα εργαλείο παραμετρικής σχεδίασης γεωμετρίας των μελών του ρομποτικού βραχίονα, ορισμένης μορφής με μεταβλητές όμως διαστάσεις, με σκοπό την εύκολη κατασκευή αυτών με χρήση τεχνολογιών ταχείας προτυποποίησης, είτε 3Dprinting, είτε lasercutting. Η μορφή των μερών αυτών εξυπηρετεί την εύκολη συναρμολόγηση τους σε διάταξη, την ενσωμάτωση σε αυτή σερβοκινητήρων μοντελισμού και τον έλεγχό τους μέσω ενός controller με χρήση της πλατφόρμας Arduino. Το μοντέλο που αναπτύχθηκε αποτελείται την παραμετρική γεωμετρία των δομικών στοιχείων, τους απαραίτητους κινητήρες με τις κατάλληλες εδράσεις αυτών, το μαθηματικό μοντέλο που περιγράφει την κινηματική του μηχανισμού, τον ελεγκτή με βάση το Arduino και έτοιμο κώδικα σε βασική μορφή, καθώς και εκτενή εγχειρίδια κατανόησης του τρόπου λειτουργίας, καθώς και την ανάπτυξη και χρήση του προτεινόμενου συστήματος.

For the purpose of this project, a tool was initially developed for the parametric design of the geometry of the members of a robotic arm, of certain form and variable dimensions, in order to easily manufacture them using rapid prototyping technologies, either 3D printing or laser cutting.The form of these parts serves to easily assemble them into a layout, to integrate modelling servo motors into it and to control them through a controller using the Arduino platform. The model developed consists of the parametric geometry of its structural elements, the necessary engines in the suitable position, the mathematical model used to describe the kinetics of themechanism, the Arduino based controller, a ready code in basic form, as well as extensive manuals forunderstanding the mode of operation and manuals for the development and use of the proposed system.