Создание манипулятора с цветовой идентификацией предмета

Актуальность

В свете активного использования автоматизированных линий и техники на производстве возрастают и требования к поставляемой продукции. Разработка и внедрение роботов-манипуляторов позволяют выйти промышленным предприятиям на новый научно-технический уровень выполнения задач, что отражает актуальность темы проекта и обосновывает проектирование устройства.

Цель

Создать манипулятор с цветовой идентификацией предмета.

Задачи

1.     Изучить общее механическое устройство роботов-манипуляторов.

2.     Рассмотреть принцип работы электронных устройств (на базе Arduino), составляющих конструкцию руки-манипулятора.

3.     Проследить этапы разработки программируемой системы управления роботом-манипулятором.

4.     Собрать манипулятор с цветовой идентификацией предмета.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Макетные платы
• Микроконтроллеры Arduino UNO R3
• Радиомодули nRF24L01+ и микросервоприводы TowerPro SG90
• Датчики цвета TSC230
• Джойстики управления и соединительные провода

Описание

В составе проектируемого устройства можно выделить две составляющие: робот-манипулятор и пульт управления роботом. При помощи радиомодулей NRF24L0+ между двумя платами Arduino Uno, располагающимися непосредственно на корпусах манипулятора и пульта управления, устанавливается канал радиосвязи. Данные об изменении положения валов джойстиков, расположенных на пульте управления, передаются на плату манипулятора. В зависимости от показаний джойстиков и цветовой характеристики объекта, которая определяется датчиком цвета TCS230, закреплённым на корпусе манипулятора, осуществляются повороты выходных валов микросервоприводов на определённые углы, что приводит в движение механизм робота.

Результаты работы/выводы

В работе над проектом было рассмотрено общее механическое устройство роботов-манипуляторов. Автором был изучен принцип работы электронных устройств (на базе Arduino), входящих в состав робота-манипулятора, а также разработана программа, задающая работу руки-манипулятора. Итогом работы стала сборка конструкции робота.

Перспективы использования результатов работы

В будущем планируется доработка проекта, которая включает в себя создание дуплексного канала связи с возможностью отображения информации о цвете объекта на пульте управления, написание алгоритмов инверсной кинематики с целью усовершенствования движения руки к предмету, улучшение устойчивости конструкции путём печати её деталей на 3D-принтере, увеличение количества степеней свободы манипулятора.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Детский технопарк «Альтаир» РТУ МИРЭА

Мнение автора

«Спроектированное устройство может применяться для автоматизации производства в отраслях промышленности, не требующих высокой точности выполнения манипуляций над производимым продуктом, а также в частных проектах. Благодаря проекту «Инженерный класс в московской школе», технопарку «Альтаир» и конференции «Инженеры будущего» мне удалось получить представление об инженерной работе и глубже познакомиться с робототехникой, микроэлектроникой и программированием»