Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Analysis of the applicability of incremental forming technology to manufacture the prototype of a moblie robot Cameleon

Katarzyna Błaszczykiewicz

Abstract

The purpose of this thesis is to analyse the applicability of incremental forming technology to manufacture the prototype of a mobile robot Cameleon. The paper describes the conception and design of the Cameleon robot’s construction with a changeable configuration. The model of the robot was built in MD ADAMS program. This work concerns two simulations of motion: (1) ride on wheels and transformation of hybrid modules from wheels to feet and (2) climbing the stairs of a reconfigurable mobile robot Cameleon using MD ADAMS program. The idea of robot's climbing the stairs is described and the stages of development of the robot’s simulation model in MD ADAMS program are depicted. Simulation research results of the robot's motion are presented and discussed. The moments of forces and the forces acting on the construction show which element of the robot is the most loaded and they were boundary conditions in strength analysis. It also includes the results of static tensile tests of samples made of materials designed for incremental forming technology: PC, ULTEM 9085, PA 2200 and FC 720. The purpose of these tests was obtaining the parameters of materials and choosing the most appropriate. The results of tests and calculations were received ultimate tensile strength, designation material characteristic and Young's modulus for each material. Strength analysis using Finite Element Methods was carried out for chosen robot’s elements on the basis of set material parameters, moments of forces and forces affecting the construction in terms of the possibility of manufacturing them using incremental technology. The safety factors were calculated and the Shape Optimization was proceeded for investigated elements of the robot. In this study the solutions of construction with decreased mass of chosen robot’s elements were presented on the basis of this optimization. The results of this thesis were used for the verification if the incremental forming technology can be applied to manufacture a full version of the mobile robot Camelon.
Record ID
WUT540a0923d66b4b5b841fb4d284bd6750
Diploma type
Master of Science
Author
Katarzyna Błaszczykiewicz (FPAE) Katarzyna Błaszczykiewicz,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Analiza możliwości zastosowania technologii przyrostowego kształtowania wyrobów do wykonania prototypu robota mobilnego Cameleon
Supervisor
Maciej Trojnacki Maciej Trojnacki,, Undefined Affiliation
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)
Study subject / specialization
, Automatyka i Robotyka (Automation and Robotics)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
08-11-2012
Issue date (year)
2012
Pages
116
Internal identifier
MEL; PD-2018
Reviewers
Maciej Tomasz Trojnacki (FPAE/IAAM) Maciej Tomasz Trojnacki,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Paweł Pyrzanowski (FPAE/IAAM) Paweł Pyrzanowski,, The Institute of Aeronautics and Applied Mechanics (FPAE/IAAM)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Maciej Cader Maciej Cader,, Undefined Affiliation
Keywords in Polish
technologie addytywne, szybkie prototypowanie, robot mobilny, symulacja komputerowa, dynamika układów wieloczłonowych, MES, analiza wytrzymałościowa, badania wytrzymałościowe materiałów
Keywords in English
additive technology, rapid prototyping, mobile robot, computer simulation, dynamics of multibody systems, FEM, strength analysis, strength tests of materials
Abstract in Polish
Celem pracy jest analiza możliwości zastosowania technologii przyrostowego kształtowania wyrobów do wykonania prototypu robota mobilnego Cameleon. W pracy opisano koncepcję i projekt konstrukcji robota o zmiennej konfiguracji Cameleon. Opracowano syntezę ruchu robota rozwiązując zadanie odwrotne kinematyki dla napędzanych par kinematycznych pedipulatorów. W programie MD ADAMS zbudowano model robota i wykonano dwie symulacje: (1) ruch na kołach i transformacja modułów hybrydowych z kół na stopy oraz (2) wspinanie się robota po schodach. Wyznaczone wartości sił reakcji i momentów reakcji działających na konstrukcję stanowiły warunki brzegowe do analizy wytrzymałościowej i pozwoliły wytypować najbardziej obciążone elementy robota, dla których przeprowadzono tę analizę. Przeprowadzono statyczne próby na rozciąganie dla próbek wykonanych z wybranych materiałów stosowanych w technologii przyrostowej: PC, ULTEM 9085, PA 2200 oraz FC 720. Celem badania było uzyskanie parametrów wytrzymałościowych materiałów i wyselekcjonowanie najbardziej odpowiedniego. W wyniku doświadczeń i obliczeń otrzymano granicę wytrzymałości na rozciąganie, wyznaczono charakterystyki materiałowe oraz moduł Younga dla każdego z materiałów. Na podstawie wyznaczonych stałych materiałowych oraz sił i momentów sił działających na konstrukcję robota przeprowadzono w programie ANSYS analizę wytrzymałościową dla wybranych elementów konstrukcji robota pod kątem możliwości wytworzenia ich z zastosowaniem technologii przyrostowych. Obliczono współczynniki bezpieczeństwa oraz przeprowadzono optymalizację topologiczną kształtu konstrukcji badanych elementów. W pracy na postawie tej analizy zostały przedstawione rozwiązania konstrukcyjne zmniejszające masę wybranych elementów robota. Wyniki pracy posłużyły do weryfikacji, czy technologia przyrostowa może być zastosowana przy wytworzeniu pełnej konstrukcji robota.
File
  • File: 1
    Praca_dyplomowa_Katarzyna_Błaszczykiewicz.pdf
Request a WCAG compliant version

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/master/WUT540a0923d66b4b5b841fb4d284bd6750/
URN
urn:pw-repo:WUT540a0923d66b4b5b841fb4d284bd6750

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page