Design, implementation, and integration of a hand for a Darwin-OP robot
Darwin OP RobotAbstract
This project enhances the Darwin-OP robot with the capacity to handle small objects through the design, implementation, and integration of an anthropomorphic hand (forearm, wrist, hand, and fingers). The final design must be fast-prototyped and low cost. First, we introduce the robotic context; focusing on the development of robotic arms and small humanoids. This section also includes a comparison between the used robot and its closest competitor: Nao. Next, we detail the design process of the hand using CAD-3D software (SolidWorks). This section includes the mechanical design of the final prototype so that any user can build it. We also describe the implementation process using an ABS 3-D printer; detailing its advantages and disadvantages and highlighting the construction simplicity. Furthermore, we describe the hardware and software integration of the prototype with the Darwin-OP robot. This section introduces the Robotis Dynamixel XL-320 servo-motors and details its physical installation and the device code so that the Darwin-OP can operate them. The evaluation includes the tests performed to verify the correct behaviour of the prototype. Finally, we highlight that the prototype meets all the requirements: enhances the Darwin-OP robot with the capacity to handle small objects, uses fast-prototyping, and is low cost.
Type
Final Degree Project (Master Thesis)Original Title
Disseny, implementació i integració d’una mà per a un robot Darwin-OPOriginal Abstract
Aquest projecte vol dotar al robot Darwin-OP de la capacitat d’agafar petits objectes mitjançant el disseny, la implementació i la integració d’una mà antropomòrfica (avantbraç, canell, mà i dits). Es considera de gran importància que el prototipus final sigui de construcció ràpida i baix cost. En primer lloc es presenta breument el context actual de la robòtica, centrant-se particularment en el desenvolupament de braços robòtics i de petits humanoides. Tanmateix, es fa una comparació del robot emprat per aquest projecte i el seu competidor directe: Nao. Seguidament es detalla el procés de disseny de la mà que es duu a terme mitjançant un programari de CAD-3D (SolidWorks). Al final d’aquest apartat es fa especial al·lusió al disseny del prototipus final, detallant-ne els plànols per a que els usuaris del robot Darwin-OP el puguin emprar. Gairebé simultàniament a aquest darrer procés s’explica el procés d’implementació, que s’ha realitzat mitjançant una impressora d’ABS 3D. En particular, es fa referència als avantatges i als inconvenients que aquest mètode aporta, i a la senzillesa constructiva de muntatge de la mà. A continuació es tanca el procés de construcció amb la integració hardware i software del prototipus al robot Darwin-OP. En aquest apartat es presenten els servomotors Robotis Dynamixel XL-320 emprats, s’especifica la seva instal·lació per a unir la mà amb el robot i es detalla el codi del controlador per a que Darwin-OP reconegui i es comuniqui amb els servomotors. A més, s’adjunten les proves realitzades per a verificar el correcte funcionament del prototipus. Per últim, es constata que el prototipus construït compleix les necessitats inicials: dota al Darwin-OP de la capacitat d’agafar objectes petits, és de construcció ràpida i és de baix cost. Així mateix, s’enumeren els aspectes ampliables d’aquest projecte com podria ser la introducció de sensors de pressió als dits.
Cristián Ramón-Cortés Vilarrodona
PhD
Dr. Cristián Ramón-Cortés Vilarrodona works as a Team Lead at Dynatrace.