KNR Bionik

Projekty

Manipulator edukacyjny


The aim of the project was to create a simple robot manipulator which could be used in the future as a teaching aid. We decided to build a kinematic chain with a gripper. Robot is capable of movement on three axes.

Motywacja

Celem projektu było stworzenie prostego manipulatora, który mógłby być wykorzystywany w celach dydaktycznych. Zdecydowano się na wykonanie robota będącego szeregowym łańcuchem kinematycznym, zakończonym dwupalczastym chwytakiem. Robot posiada trzy stopnie swobody - ruchomą kolumnę oraz dwa ruchome stawy. Zadaniem projektu jest stworzenie studentom możliwości zapoznania się z podstawami konstrukcji i sterowania robotów manipulacyjnych.

Konstrukcja

Do konstrukcji robota został wykorzystany projekt udostępniony w internecie przez firmę Zortrax. Części manipulatora zostały wykonane w technologii druku 3D z lekkiego i mocnego materiału ABS. Wybór takiej technologii był motywowany możliwością taniej produkcji części o skomplikowanych kształtach. Jej wadą jest stosunkowo mała precyzja wykonania elementów, przez co wydrukowany robot wymaga dalszej obróbki. Konstrukcja cechuje się małą wytrzymałością, ale wystarczającą do celów prototypowych. Robot dodatkowo zostanie wyposażony w dwupalczasty chwytak.

Napęd

Zastosowano trzy silniki krokowe w stawach i kolumnie manipulatora oraz jedno serwo w chwytaku. Zdecydowano się na użycie silników krokowych, ponieważ zapewniają odpowiednio małe luzy na przekładniach za stosunkowo niewielką cenę. Ich dodatkową zaletą jest generowanie wysokiego momentu obrotowego.

Sterowanie

Do sterowania robotem szeregowym wykorzystany zostanie mikrokontroler Arduino Mega, który z jednej strony posiada parametry w zupełności wystarczające do wysterowania trzech silników krokowych i serwa, a z drugiej doskonale nadaje się do celów edukacyjnych ze względu na niska cenę i powszechnie dostępną dokumentację.

Stopień zaawansowania prac

Prace nad konstrukcją zostały zakończone - robot został złożony i jest gotowy do montażu silników. Kolejnym etapem będzie tworzenie oprogramowania sterującego.

Potencjał rozwojowy

Projekt charakteryzuje się wysokim potencjałem dydaktycznym. Realizacja projektu i konieczność rozwiązania napotkanych problemów technicznych w jego trakcie niesie ze sobą wiele walorów edukacyjnych. Jako że robot może realizować zadania przenoszenia lekkich obiektów i manipulacji nimi, może zostać wykorzystany jako pomoc naukowa dla członków Koła.

Autorzy

Kamil Foryszewski
Maciej Pawliński
Michał Romanowski
Tomasz Ziemnicki

Wsparcie

Maciej Bogusz
Maciej Węgierek
Marta Pacuszka