Baza wiedzy: Politechnika Warszawska

Ustawienia i Twoje konto

Powrót

Prototyp chwytaka o strukturze podatnej

Jakub Piotr Kocot

Abstract

The aim of the thesis was to design a prototype robot gripper with elastic structure. In contrast to traditional grippers, consisting of connected rigid bodies, working principle of this prototype is based on elastic behavior of its elements. The construction of the gripper ensure that the object is grasped by the jaws through the displacement in a specific location forced by the drive system. Taking this assumption, the author decided that the prototype will be constructed in the form of one element, classified as ”non-assembly mechanism". In the first place the thesis describes the devices proposed by professional companies dealing in the design and production of industrial robots as well as robot parts and mechanisms using the elasticity of elements in their working principle. An overview of scientific papers was made along with articles and projects focused on providing flexibility through the shaping of the object as well as the use of flexibility in order to ensure the desired movement. The applied solutions were analyzed and the non-assembly gripper mechanism was designed on the basis of them. In the design process of the first version of the prototype, an editor shared by the authors of one of the cited articles was used. After analyzing its capabilities, it was abandoned in favor of a professional program for computer-aided design Autodesk Inventor. Two approaches to the implementation of the project task were presented. Using Ansys software, calculations were performed to check the behavior of both proposed models subjected to loads. Additive manufacturing technologies are presented and described as methods allowing to create a physical gripper copy based on a digital and possible materials are proposed. The models were printed of ABS-M30 in technology of fused deposition modeling (FDM) and PA 2200 in selective laser sintering (SLS) technology. The behavior of printouts subjected to loads was investigated with the 3D optical scanner ATOS Triple SCAN by GOM GmbH. The obtained results were compared with simulations performed using the Ansys program, the functionality of the presented structures was discussed and the direction of further development was proposed.
Rodzaj dyplomu
Praca inżynierska / licencjacka
Typ dyplomu
Praca inżynierska
Autor
Jakub Piotr Kocot (WMEiL) Jakub Piotr Kocot Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Tytuł w języku polskim
Prototyp chwytaka o strukturze podatnej
Promotor
Michał Kowalik (WMEiL/ITLMS) Michał Kowalik Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Jednostka dyplomująca
Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Jednostka prowadząca
Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)
Kierunek / specjalność studiów
, Automatyka i Robotyka (Automation and Robotics)
Język
(pl) polski
Status pracy
Obroniona
Data obrony
15-01-2019
Data (rok) wydania
2019
Paginacja
99
Identyfikator wewnętrzny
MEL; PD-4893
Recenzenci
Michał Kowalik (WMEiL/ITLMS) Michał Kowalik Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL) Marek Matyjewski (WMEiL/ITLMS) Marek Matyjewski Instytut Techniki Lotniczej i Mechaniki Stosowanej (WMEiL/ITLMS)Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa (WMEiL)
Słowa kluczowe w języku polskim
chwytak, robot, podatność, metamateriały, wytwarzanie przyrostowe, druk 3D
Słowa kluczowe w języku angielskim
gripper, robot, elasticity, metamaterials, additive manufacturing, 3d printing
Streszczenie w języku polskim
Tematem pracy było zaprojektowanie prototypu chwytaka robota o strukturze podatnej. W odróżnieniu od tradycyjnych chwytaków, składających się z połączonych ze sobą sztywnych członów, zasada działania prototypu opiera się o wykorzystanie podatności elementów. Konstrukcja chwytaka powinna zapewniać uchwycenie przedmiotu przez szczęki dzięki wymuszeniu przemieszczenia w określonym miejscu przez układ napędowy. Przyjąwszy takie założenie zdecydowano, że model prototypu zostanie zrealizowany w postaci jednego elementu, klasyfikując się jako tzw. „non-assembly mechanism”. W pierwszej kolejności zapoznano się z urządzeniami proponowanymi przez profesjonalne firmy zajmujące się projektowaniem i produkcją robotów przemysłowych oraz części i mechanizmów robotycznych działających w oparciu o podatność elementów. Dokonano przeglądu prac i artykułów naukowych oraz projektów, w których poruszana jest tematyka zapewnienia elastyczności poprzez ukształtowanie obiektu oraz wykorzystania elastyczności w celu zapewnienia pożądanego ruchu. Przeanalizowano zastosowane rozwiązania i w oparciu o nie zaprojektowano mechanizm chwytaka nie wymagający złożenia. W procesie projektowania pierwszej z wersji prototypu wykorzystano edytor udostępniony przez autorów jednej z przytoczonych prac. Po przeanalizowaniu jego możliwości zrezygnowano z niego na rzecz profesjonalnego programu do komputerowego wspomagania projektowania Autodesk Inventor. Następnie przedstawiono dwa podejścia do realizacji zadania projektowego. Przy użyciu oprogramowania Ansys przeprowadzono obliczenia sprawdzające zachowanie obu zaproponowanych modeli poddanych obciążeniom. Przedstawiono i opisano technologie wytwarzania przyrostowego jako metody pozwalające na wytworzenie fizycznego modelu chwytaka na podstawie modelu komputerowego oraz zaproponowano materiały, z których zostaną wykonane. Modele zostały wydrukowane z materiału ABS-M30 w technologii nakładania topionego materiału (FDM) ora materiału PA 2200 w technologii selektywnego spiekania laserowego (SLS). Zbadano zachowanie wydruków poddanych obciążeniom za pomocą optycznego skanera 3D ATOS Triple SCAN firmy GOM GmbH. Porównano otrzymane wyniki z symulacjami przeprowadzonymi za pomocą programu Ansys, przedyskutowano funkcjonalność zaprezentowanych konstrukcji i zaproponowano kierunek dalszego rozwoju.
Plik pracy
  • Plik: 1
    Prototyp_chwytaka_o_strukturze_podatnej.pdf
Poproś o plik WCAG
Pola lokalne
Identyfikator pracy APD: 29363

Jednolity identyfikator zasobu
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT3bc37a01090f43d4bbf9cf89da9b21e2/
URN
urn:pw-repo:WUT3bc37a01090f43d4bbf9cf89da9b21e2

Potwierdzenie
Czy jesteś pewien?
Zgłoszenie uwag dotyczących tej strony