Robotiikan laboratorion ympäristödatan kerääminen ja työturvallisuuden varmennus 3D-tulostus ja kotelointi

Abstract

Työn tilaajalla oli tarve kehittää Lapin ammattikorkeakoulun tiloihin vasta perustettuun robotiikan laboratorioon mittaus-, kamera- ja kulunvalvontajärjestelmät, joiden tarkoituksena on valvoa tilaa ja tarkkailla terveyteen ja turvallisuuteen vaikuttavia tekijöitä.

Tästä aiheesta tehtiin kolme erillistä opinnäytetyötä, jotka käsittelivät mittausjärjestelmän suunnittelua ja rakentamista, kamerajärjestelmän suunnittelua ja sen rakentamista, sekä laitteiden kotelointia ja järjestelmien verkkoinfrastruktuuria. Tämän opinnäytetyön aiheena on 3D-tulostus ja kotelointi.

Tavoitteena oli luoda prototyypit edellä mainituista järjestelmistä, joita voidaan jatkokehittää myöhemmin. Työ rajattiin siis prototyyppeihin, koska työ on sellaisenaan melko laaja annettuun työtuntimäärään suhteutettuna.

Opinnäytetyö aloitettiin tekemällä projektisuunnitelma, jonka jälkeen perehdyttiin työtä varten tilattuihin ja Lapin ammattikorkeakoulun IoRT-laboratoriosta löytyneisiin komponentteihin ja laitteisiin. Järjestelmien suunnitteluun ja rakentamiseen tehtiin taustatyötä etsimällä tarvittavia teorialähteitä, jotka auttoivat niiden suunnittelemisessa. Seuraavaksi perehdyttiin järjestelmille tarkoitettuun tilaan ja suunnitella kameroille, antureille ja kulunvalvonnalle sijoituspaikat.

Kameroiden ja anturijärjestelmän kotelointi onnistui kokonaisuutena hyvin ja se täytti sille asetetut kriteerit. Opinnäytetyön jatkokehitysosioon on kerätty muokkauksia ja lisäominaisuuksia mitä koteloille on mahdollista tehdä tulevaisuudessa. Työn ansiosta voimme nähdä, kuinka 3D-tulostus on yksinkertainen ja halpa tapa suunnitella prototyyppejä erilaisiin projekteihin. Se yleistyy yritys- sekä yksityiskäytössä, koska 3D-tulostimien hinnat ovat alkaneet alenemaan alle 300 euroon, varsinkin FDM-tulostimet.

The aim of this thesis study was to design and 3d print device enclosures for a camera and sensor systems. This thesis is one part of a broader plan to develop measurement, camera, and access control systems for the newly established robotics laboratory at the Lapland University of Applied Sciences. The purpose of the 3d printed device enclosures is to protect camera and sensor systems.

The scope of the study was limited to prototype due to the work being already quite extensive on its own. However, the systems and enclosures can be developed later even further. The study was started by making a project plan, getting acquainted with the components and equipment that were ordered for this project and those already found in the IoRT laboratory of Lapland University of Applied Sciences. During designing and printing process different ways to speed it up were found, like different setting in slicer program Cura to reduce material usage and the time it takes to print any given part. There were two case designs for the camera systems that were used and a single one for the sensor system.

The enclosure of the cameras and sensor systems were successful and met the criteria set for it. However, it could be developed further. There were some issues when printing, like one print broke the fan of my printer. But aside from that there were relatively no major issues when designing and printing the enclosures. Thanks to the project it appears that 3D-printing is a simple and inexpensive way to design prototypes for various projects. It is becoming more common in business as well as in private use since the prices for 3D-printers have started to fall below € 300, especially for FDM printers.