Controlul unui braț robotic prin intermediul unui sistem embedded

1. Introducere

Proiectul are ca scop controlul unui brat robotic care urmareste miscarea unui brat real. Pentru captarea pozitiei bratului folosesc un dispozitiv Microsoft Kinect care poate reda coordonatele corpului uman in spatiul 3D in timp real. Bratul robotic este pus in miscare de motoare pas cu pas controlate de un sistem embedded.

2. Solutii existente

Un brat robotic este un ansamblu mecanic programabil cu functii similare unui brat uman. Articulatiile unui astfel de ansamblu permit miscari de rotatie (cum ar fi intr-un robot articulat) sau de translatie (liniar). Se poate considera ca aceste articulatii formeaza un lant cinematic. Ultimul punct al lantului cinematic este numit efectorul final si este cel care efectueaza sarcina dorita. Aceasta poate fi sudura, prindere, filare etc. De exemplu, brate robotice in linii de asamblare de automobile (Fig. 1) efectueaza o varietate de sarcini cum ar fi sudura, rotirea pieselor si plasarea acestora in timpul asamblarii.

In spatiu avem un exemplu de un brat robotic cu multe grade de libertate care este folosit pentru a indeplini o multitudine de task-uri. Se numeste Space Shuttle Remote Manipulator System (SSRMS) sau Canadarm si efectueaza inspectii pe statia spatiala cu ajutorul camerelor si senzorilor atasati efectorului final. De asemenea lanseaza si preia sateliti din zona de debarcare a statiei spatiale. Succesorul sau, Canadarm2 (Fig. 2) a fost lansat in 2001 si poate realiza operatii complexe si de asemenea poate transporta echipajul in exteriorul statiei pentru lucrari de mentenanta care necesita interventie umana.

2.1 Tipuri de brate robotice

1. Robotul cartezian: cunoscut sub numele de ‚,robotul liniar” este un robot industrial avand trei axe principale de control liniar plasate la unghi drept una fata de cealalta. Avantajul major al acestui aranjament mecanic este simplificarea solutiei de control datorata incadrarii exacte intr-un spatiu cartezian.

Este folosit in operatiuni ca: aplicarea de adeziv, operatiuni de asamblare, manevrarea masinilor unelte, sudura cu arc electric etc. O aplicatie populara pentru acest tip de robot este o masina de control prin calculator numeric (CNC). Spre exemplu o masina de frezat sau de desenat.

2. Robotul cilindric: folosit pentru operatiunile de asamblare, de manevrare a masinilor unelte, de sudura si de manevrarea masinilor de turnare sub presiune. Este un robot ale carui axe formeaza un sistem de coordonate cilindrice.

3. Robotul sferic: este un robot cu doua articulatii rotative si unul prismatic. In alte cuvinte doua axe de roatie si una liniara. Robotii sferici au un brat care formeaza un sistem de coordonate sferice. Este utilizat pentru manipularea de masini-unelte, sudare cu gaz si arc electric, turnare sub presiune, curatire si debavurare.