Κατασκευή ρομποτικού χεριού ελεγχόμενου εξ αποστάσεως

Ελεζάι, Στίβεν-Παναγιώτης

Robotic hand with wireless glove control

Διπλωματική εργασία

Author

Ελεζάι, Στίβεν-Παναγιώτης

Date

2021-10-14

Advisor

Asvestas, Pantelis

Elezai_48015029.pdf (3.079Mb)

Keywords

Ρομποτική παλάμη ; Εξ αποστάσεως κίνηση ; Ασύρματα ; Arduino uno ; Arduino nano ; Σερβοκινητήρες ; NRF24L01 ; Flex sensor ; Μπαταρίες 18650

Abstract

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

Abstract

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.