Ανάπτυξη συστήματος ρομποτικών βραχιόνων για συνεργατικές εργασίες

Χαμάλης, Πιερής

Development of a robotic arm system for collaborative work

Διπλωματική εργασία

Author

Χαμάλης, Πιερής

Date

2021-02-22

Advisor

Asvestas, Pantelis

Bme_15117.pdf (3.064Mb)

Keywords

Arduino IDE ; Arduino UNO ; Παράμετροι D-H ; Ρομποτικός βραχίονας Learm Soul

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζει αρχικά μια ιστορική αναδρομή των ρομπότ και τις εφαρμογές τους σε διάφορους τομείς. Πιο συγκεκριμένα, η χρήση τους στον τομέα της ιατρικής αποτέλεσε την κεντρική ιδέα για την κατασκευή και προγραμματισμό δύο ρομποτικών βραχιόνων πέντε βαθμών ελευθερίας με ταυτόχρονη λειτουργεία οι οποίοι ελέγχονται μέσω του λογισμικού Arduino. Η πλατφόρμα Arduino είναι σειριακά συνδεμένη με ένα ηλεκτρονικό υπολογιστή για την καθοδήγηση σερβοκινητήρων και την σωστή λειτουργία των ρομποτικών βραχιόνων οι οποίοι μπορούν να μετακινήσουν αντικείμενα όπως χειρουργικά εργαλεία. Την περιγραφή του πειραματικού μέρους, ακολουθεί η κινηματική ανάλυση στην οποία έχουν υπολογιστεί οι γωνίες περιστροφής των σερβοκινητήρων προσδιορίζοντας την θέση και τον προσανατολισμό του τελικού επενεργητή. Οι δύο βραχίονες μπορούν να χρησιμοποιηθούν στον ιατρικό τομέα ως εργαλειοδότες. Τέλος, ο κώδικας για τον προγραμματισμό των δύο βραχιόνων, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως βάση για μελλοντικές κατασκευές ρομπότ στην ιατρική και σε άλλους τομείς.

Abstract

This dissertation presents a historical background of robots and their applications in different areas. More precisely, their application in Medicine constituted the base and the main idea for the construction and programming of two robotic arms which can move simultaneously and have five degrees of freedom. The arms are controlled by the Arduino platform which is installed on a computer for the appropriate guidance of the two arms that can move objects such as medical instruments. The description of the experiment follows a movement analysis in which the rotation angles were calculated to determine the position and the orientation of the arms. The two robotic arms could be used in Medicine to assist in moving and giving medical tools to practitioners. Finally, the code could be used as a base for future construction of robots to be used in Medicine and other areas.