Κατασκευή ρομποτικού χεριού ελεγχόμενου εξ αποστάσεως
Robotic hand with wireless glove control
Διπλωματική εργασία
Συγγραφέας
Ελεζάι, Στίβεν-Παναγιώτης
Ημερομηνία
2021-10-14Επιβλέπων
Asvestas, PantelisΛέξεις-κλειδιά
Ρομποτική παλάμη ; Εξ αποστάσεως κίνηση ; Ασύρματα ; Arduino uno ; Arduino nano ; Σερβοκινητήρες ; NRF24L01 ; Flex sensor ; Μπαταρίες 18650Περίληψη
Τα τελευταία χρόνια, η ανάπτυξη και εφαρμογή των ρομποτικών συστημάτων ολοένα
και αυξάνεται στην επιστήμη της ιατρικής. Πιο συγκεκριμένα την τελευταία δεκαετία,
η χρήση ασύρματων ιατροτεχνολογικών συστημάτων έχει αυξηθεί σημαντικά, λόγω
της διευκόλυνσης που προσφέρει στις καθημερινές ανάγκες των ασθενών. Η
προκείμενη διπλωματική εργασία μελετά την κατασκευή μιας ρομποτικής παλάμης,η
οποία δημηουργήθηκε με 3D εκτυπωτή ελεγχόμενης εξ’ αποστάσεως η οποία
αντικατροπτίζει τις κινήσεις των δακτύλων ενός ανθρώπινου χεριού. Η κατασκευή
περιλαμβάνει ένα γάντι ενσωματωμένο απο πέντε αισθητήρες κάμψης, οι οποίοι
παράγουν κατάλληλα σήματα ανάλογα με τις κινήσεις των δακτύλων. Έπειτα τα
σήματα αυτά καταλήγουν σε έναν μικροελεγκτή Arduino uno και μέσω μιας μονάδας
μετάδοσης ασύρματων δεδομένων NRF24L01 μεταδίδονται σε έναν δεύτερο
μικροελεγκτή Arduino nano, ο οποίος βρίσκεται ενσωματωμένος στο ρομποτικό χέρι.
Με αυτό το τρόπο λαμβάνουν τα σήματα οι σερβοκινητήρες που είναι και αυτοί
ενσωματωμένοι και συνδεδεμένοι με τα δάκτυλα της ρομποτικής παλάμης. Έτσι οι
σερβοκινητήρες με τη σειρά τους παίρνοντας ενέργεια απο δύο μπαταρίες 18650 και
μέσω κατάλληλου προγραμματισμού κινούν τα δάκτυλα της ρομποτικής κατασκευής
σχεδόν ταυτόχρονα όπως ακριβώς κινούνται τα δάχτυλα του χειριστή που φοράει το
γάντι. Η ρομποτική παλάμη δοκιμάστηκε ως προς την ακρίβεια των κινήσεων
προσομοίωσης των δακτύλων καθώς και ως προς τη δυνατότητα συγκράτησης
αντικειμένων
Περίληψη
In recent years, there is an increase in the development and implementation of robotic
systems in the science of medicine. In the last decade, the use of wireless medical
devices has been increased significantly due to the facility that offers to the patients’
daily needs. This bachelor’s thesis studies the construction of a 3D printing robotic
palm that is controlled wirelessly by a glove, that reflects the movements of the fingers
of a human hand. The construction includes a glove with five flex sensors, which
produce appropriate signals, following to the fingers movements. Then these signals
end up in a microcontroller Arduino Uno and through a wireless data transmission
NRF24L01, are transmitted to a second microcontroller Arduino Nano, which is
embedded in the robotic hand. In this way the servo motors which are also integrated
to the robotic palm, receive the signals of flex sensors. The servo motors take energy
from two batteries 18650 and through programming, the fingers of robotic
construction are moved almost simultaneously just like the fingers of the operator
wearing glove. The robotic hand was tested for the accuracy of the finger simulation
as well as for the ability to hold objects.