Ihmiskäden kaltainen ketterä tarttuja
Kallioinen, Lari (2020)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020121929671
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2020121929671
Tiivistelmä
Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää millainen tarttuja soveltuisi palvelu- ja etärobotiikkaan sekä löytää ketterämpi vaihtoehto yleistarttujille. Tutkimusongelmana oli selvittää, mitä ihmiskäden biomekaanisia rakenteita voidaan hyödyntää mekaanisessa tarttujassa ja rakentaa sen prototyyppi. Opinnäytetyö sisältää kirjallisuuskatsauksen ja tarttujan valmistusta läpi käyvän osuuden.
Teoriaosuus on jaettu kahteen aihealueeseen. Tarttujien teoriaosuudessa käydään läpi tarttujat yleisesti ja tarttujilta vaaditut ominaisuudet palvelu- ja etärobotiikassa. Ihmiskäden biomekaniikassa tutkitaan käden rakenteita, tartuntaotteita ja niiden muodostamisen teoriaa. Työssä kuvaillaan ketterän tarttujan eri osien ja mekanismien suunnittelua sekä niiden valmistusta 3D-tulostusta hyödyntämällä. Lopuksi tarttujan suorituskykyä arvioidaan mittauksilla. Opinnäytetyön aineisto koostui kirjoista sekä sähköisesti julkaistuista tutkimuksista ja teoksista.
Työ onnistui hyvin ja valmistettu tarttuja täytti lähes kaikki sille asetetut tavoitteet. Työn tärkeimpinä tavoitteina olivat tarttujan ketteryys ja tartuntaotteiden monipuolisuus, jotka toteutuivat erinomaisesti. Opinnäytetyön johtopäätös on, että ihmiskäden ketteryyttä on mahdollista jäljitellä mekaanisella tarttujalla. Jatkokehityksen avulla työssä kehitetty laite voisi soveltua tarttujaksi palvelu- ja etärobotiikkaan.
Opinnäytetyö sisältää liitteenä englanninkielisen käännöksen arvostellusta suomenkielisestä opinnäytetyöstä. The purpose of this thesis was to determine what type of gripper would best suit service and remote robotics and to find a more dexterous alternative for universal grippers. The research problem in this thesis was to find out what biomechanical structures of the human hand can be utilized in a mechanical gripper and to manufacture a prototype. This thesis includes a literature review and a section on the manufacturing process of the gripper.
The theoretical section has been divided into two subject areas. The theory involving grippers describes grippers in general and the properties required of grippers in service and remote robotics. The theory of biomechanics reviews the structures of the hand, grasp types, and theory of generating a grasp. The thesis describes the design of various parts and mechanisms of the dexterous gripper and its manufacturing using 3D printing. Finally, the performance of the gripper is evaluated by using measurements. The material of the thesis consisted of written and electronic sources, as well as electronically published studies and works.
The completed work was successful, and the manufactured gripper fulfilled almost all the objectives that were set for it. The thesis concludes that it is possible to imitate the agility of a human hand with a mechanical gripper. With further development, the manufactured device could be suitable as a gripper for service and remote robotics.
The thesis includes an English translation of the evaluated thesis as an appendix.
Teoriaosuus on jaettu kahteen aihealueeseen. Tarttujien teoriaosuudessa käydään läpi tarttujat yleisesti ja tarttujilta vaaditut ominaisuudet palvelu- ja etärobotiikassa. Ihmiskäden biomekaniikassa tutkitaan käden rakenteita, tartuntaotteita ja niiden muodostamisen teoriaa. Työssä kuvaillaan ketterän tarttujan eri osien ja mekanismien suunnittelua sekä niiden valmistusta 3D-tulostusta hyödyntämällä. Lopuksi tarttujan suorituskykyä arvioidaan mittauksilla. Opinnäytetyön aineisto koostui kirjoista sekä sähköisesti julkaistuista tutkimuksista ja teoksista.
Työ onnistui hyvin ja valmistettu tarttuja täytti lähes kaikki sille asetetut tavoitteet. Työn tärkeimpinä tavoitteina olivat tarttujan ketteryys ja tartuntaotteiden monipuolisuus, jotka toteutuivat erinomaisesti. Opinnäytetyön johtopäätös on, että ihmiskäden ketteryyttä on mahdollista jäljitellä mekaanisella tarttujalla. Jatkokehityksen avulla työssä kehitetty laite voisi soveltua tarttujaksi palvelu- ja etärobotiikkaan.
Opinnäytetyö sisältää liitteenä englanninkielisen käännöksen arvostellusta suomenkielisestä opinnäytetyöstä.
The theoretical section has been divided into two subject areas. The theory involving grippers describes grippers in general and the properties required of grippers in service and remote robotics. The theory of biomechanics reviews the structures of the hand, grasp types, and theory of generating a grasp. The thesis describes the design of various parts and mechanisms of the dexterous gripper and its manufacturing using 3D printing. Finally, the performance of the gripper is evaluated by using measurements. The material of the thesis consisted of written and electronic sources, as well as electronically published studies and works.
The completed work was successful, and the manufactured gripper fulfilled almost all the objectives that were set for it. The thesis concludes that it is possible to imitate the agility of a human hand with a mechanical gripper. With further development, the manufactured device could be suitable as a gripper for service and remote robotics.
The thesis includes an English translation of the evaluated thesis as an appendix.