Регистрация / Вход
Прислать материал

Анализ проектирования роботизированного манипулятора с микроконтроллерным управлением

Сведения об участнике
ФИО
Неклюдов Андрей Львович
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Новые материалы. Производственные технологии и процессы
Раздел области наук
Производственные технологии
Тема
Анализ проектирования роботизированного манипулятора с микроконтроллерным управлением
Резюме
Вслед за прогрессом роботы всё чаще используются во всех сферах деятельности человека . Появилась идея создать своего робота, выполняющего конкретные задачи , в частности настольного помощника. То-есть уменьшенную версию промышленного манипулятора. Простота его конструкции и управления, позволяет эксплуатировать манипулятор без особых навыков и умений.
Ключевые слова
Роботизированный манипулятор, Настольный помощник, Усовершенствование управления, 3D моделирование, автоматизация бытовых процессов
Цели и задачи
Целью проекта является анализ и проработка уже имеющихся проектов , выявление и устранение недостатков конструкции.
Разработка новых решений по модернизации промышленных машин и применение их в качестве полноценных настольных "помощников".
Введение

Прогресс не стоит на месте , человек постоянно улучшает свои разработки. Создаются машины и механизмы, обеспечивающие все большую и большую автоматизацию того или иного. Одним из типов таких машин и является роботизированный манипулятор. Сейчас в мире вряд ли найдется крупное производство на котором не трудятся эти механизмы, выполняющие множество функций и порой заменяющие человека.

Методы и материалы

Проведенный анализ ранее запотентованных конструкций выявил,  малоподвижность, неудобность  в управлении,громоздкость всей конструкции,  что является существенным недостатком. Поэтому, при создании опытного образца за основу  взята  разработка британских конструкторов - «MeArm».  Анализ конструкции выявил ряд недостатков в части плавности и надежности работы . После проработки эскизов была построена 3D модель манипулятора с внесенными в неё изменениями, в том  числе с  использованием   соединений  деталей "шип-паз",  а так же основы в виде подшипника. Был оптимизирован  программный код изделия, применены новые принципы управления. Основой контроля послужил микроконтроллер ArduinoUNO на базе ATmega328, с подключаемым к нему модулем джойстика. Физические нагрузки несут на себе 4 серовпривода SG-90. Основной программой для 3D моделирования выступила учебная версия Компас 3D (V16). Все компоненты конструкции были напечатаны на 3D принтере типа FDM (выдавливающие материал послойно из сопла-дозатора).

Описание и обсуждение результатов

Тестирование готового манипулятора позволило оценить все плюсы и минусы принятых решений. В частности, использование соединение деталей "шип-паз". Взятый за основу подшипник перенес на себя основную нагрузку, дав возможность двигателю с легкостью поворачивать манипулятор даже с грузом. Ипользование модуля джойстика упростило управление, позволив  с легкостью управлять  всей конструкцией . Применение микроконтроллера от Arduino упростило процесс программирования и уменьшело энергопотребление. В целом устройство показало себя как вполне работоспосоная единица, способная принести пользу и помочь с мелкими бытовыми трудностями. Использование её как "третей руки" для пайки оправдывает себя. Перспектива развития этого проекта направлена на применение более удобных способов управления гаджетом, возможности различных вариантов модернизации и приспособление его для  людей с ограниченными возможностями.

Используемые источники
1. Сайт URL: https://www.mearm.com/
2. Компас 3D URL: http://kompas.ru/
3. Официальный сайт ардуино URL: https://www.arduino.cc/
4. Сайт URL: http://www.micropik.com/PDF/SG90Servo.pdf
5. Андреев И.В. Проектирование механизмов радиоэлектронных средств: учеб. пособие / И.В. Андреев, А.И. Андреев. – Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2006. – 144 с.
Information about the project
Surname Name
Nekludov Andrew L.vovich
Project title
Design analysis of a robotic manipulator with microcontroller control
Summary of the project
Follow the progress robots are increasingly being used in all spheres of human activity . The idea to create a robot performing specific tasks , in particular table assistant. That is a smaller version of an industrial manipulator. The simplicity of its design and management, allows to operate the manipulator without any special skills.
Keywords
The robotic arm, table assistant, management Improvement, 3D modeling, automation of everyday processes