Theseus käyttökatko ma 22.4. klo 12 alkaen. Katko jatkuu 22.4. klo 15 asti ja on koko Theseuksen laajuinen. Lisäksi töiden käsittely ja syöttö on estetty ti 23.4. ainakin klo 12 asti. Theseus service break from Mon 22.4. at 12:00. The break will last until 15:00 on Mon 22.4. and is Theseus-wide. In addition, processing and uploading of work will be blocked until at least 12:00 on Tue 23.4.
Opetuskäyttöön tarkoitetun robottikäden mallintaminen
Helminen, Vesa (2015)
Helminen, Vesa
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2015
Creative Commons Attribution-NonCommercial 1.0 Suomi
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201502132193
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201502132193
Tiivistelmä
Insinöörityön tavoitteena oli tuottaa raportti opetuskäyttöön tarkoitetun robottikäden mallin-tamisprosessista. Työssä suunniteltiin, mallinnettiin ja valmistettiin ihmiskättä muistuttava kiertyvänivelinen robotti 3D-tulostamalla. Työn toimeksiantajana oli Metropolia Ammattikorkeakoulun sovelletun elektroniikan tutkimus- ja kehitysyksikkö Electria.
Suunnittelussa määriteltiin robottikädelle tarvittavia ominaisuuksia, kuten koko, edullisuus ja nivelten lukumäärä. Päätavoitteena oli pitää robottikäsi edullisena ja ihmiskäden kaltaisena. Suunnittelun jälkeen robottikäden osat mallinnettiin käyttäen Solidworks 3D-mallinnusohjelmaa. Mallinnetuista osista tehtiin virtuaalinen kokoonpano, jonka avulla tutkittiin osien yhteensopivuutta. Kokoonpano todettiin toimivaksi ja osat valmistettiin 3D-tulostamalla ABS-muovista.
Robottikäden valmistamista varten työssä tutkittiin yleisimpiä pikavalmistustekniikoita, sekä käytetyimpiä 3D-tulostusmateriaaleja. ABS-muovin 3D-tulostaminen todettiin hyväksi valmistusmenetelmäksi robottikäsiprototyypille, mutta kaupallisten tuotteiden valmistamiseen se ei vielä sovellu hitauden ja kalleuden vuoksi. 3D-tulostamalla valmistettuja osia jouduttiin vahvistamaan epoksihartsilla, jotta ne kestivät robottikäden pidempiaikaisessa käytössä.
Työn tuloksena valmistettu robottikäsi oli toimiva, mutta sen pidempiaikainen käyttö paljasti kehitettävää. Robottikäden edullisten toimilaitteiden huonona puolena ilmeni niiden lyhyt käyttöikä ja käsivarren rotaatioissa käytettyjen 3D-tulostamalla valmistettujen pienten hammasrattaiden rakenne ei kestänyt toistuvia liikkeitä. Käden seuraavaan versioon rotaa-tioiden mekaniikkaa pitää vielä kehittää ja toimilaitteina siirtyä pelkkien tasavirtamoottoreiden käyttöön.
Robottikäden toimivuudesta kertoo insinöörityön loppuvaiheilla osallistuminen kansainväliseen The World Embedded Software Contest 2014 -kilpailuun, jossa robottikäsi selvisi finaaleihin. Robottikäsiprojektin onnistumisen johdosta, sen kehittämistyötä päätettiin jatkaa Electrian toimesta.
Suunnittelussa määriteltiin robottikädelle tarvittavia ominaisuuksia, kuten koko, edullisuus ja nivelten lukumäärä. Päätavoitteena oli pitää robottikäsi edullisena ja ihmiskäden kaltaisena. Suunnittelun jälkeen robottikäden osat mallinnettiin käyttäen Solidworks 3D-mallinnusohjelmaa. Mallinnetuista osista tehtiin virtuaalinen kokoonpano, jonka avulla tutkittiin osien yhteensopivuutta. Kokoonpano todettiin toimivaksi ja osat valmistettiin 3D-tulostamalla ABS-muovista.
Robottikäden valmistamista varten työssä tutkittiin yleisimpiä pikavalmistustekniikoita, sekä käytetyimpiä 3D-tulostusmateriaaleja. ABS-muovin 3D-tulostaminen todettiin hyväksi valmistusmenetelmäksi robottikäsiprototyypille, mutta kaupallisten tuotteiden valmistamiseen se ei vielä sovellu hitauden ja kalleuden vuoksi. 3D-tulostamalla valmistettuja osia jouduttiin vahvistamaan epoksihartsilla, jotta ne kestivät robottikäden pidempiaikaisessa käytössä.
Työn tuloksena valmistettu robottikäsi oli toimiva, mutta sen pidempiaikainen käyttö paljasti kehitettävää. Robottikäden edullisten toimilaitteiden huonona puolena ilmeni niiden lyhyt käyttöikä ja käsivarren rotaatioissa käytettyjen 3D-tulostamalla valmistettujen pienten hammasrattaiden rakenne ei kestänyt toistuvia liikkeitä. Käden seuraavaan versioon rotaa-tioiden mekaniikkaa pitää vielä kehittää ja toimilaitteina siirtyä pelkkien tasavirtamoottoreiden käyttöön.
Robottikäden toimivuudesta kertoo insinöörityön loppuvaiheilla osallistuminen kansainväliseen The World Embedded Software Contest 2014 -kilpailuun, jossa robottikäsi selvisi finaaleihin. Robottikäsiprojektin onnistumisen johdosta, sen kehittämistyötä päätettiin jatkaa Electrian toimesta.