Projekt 23: Nachbau eines Roboters "LittleArm"
Autoren: Joseph Balmer und Fabian Linnemann
Betreuer: Prof. Dr. Mirek Göbel
Einleitung
Der folgende Artikel befasst sich mit dem Projekt 23: Nachbau eines Roboters "LittleArm", welches im fünften Semester des Studiengangs Mechatronik an der Hochschule Hamm-Lippstadt bearbeitet wurde.
Aufgabenstellung
Das Projekt befasste sich mit der Entwicklung und dem Aufbau eines interaktiven 6-Achs-Roboter. Erwartungen der Projektlösung waren dabei:
- Recherche bisheriger Lösungen
- Entwurf der Schaltung, Konstruktion des Tischaufbaus und Beschaffung der Bauteile inkl. 3D-Druck
- Realisierung der Schaltung durch Fertigung eines prototypischen Arduino-Uno-Shields
- Programmierung und Visualisierung
- Erstellen eines Videos
- Test und wissenschaftliche Dokumentation
Projektplan
Folgender Abschnitt soll unsere Vorgehensweise auflisten. Die Punkte können dabei als Anhaltspunkte gesehen werden.
- Recherche
- Besorgen der Materialien
- CAD-Zeichnung des Roboters
- 3D-Druck der Einzelkomponenten
- Montage der Einzelteile
- Suchen/Erstellen eines Programmes
- Simulieren der Funktionen
- Testen des Roboters
- Anpassen des Programmes oder des Roboters
- Test des Roboters
- Mögliche optische Anpassungen
- Dokumentation
Einkaufsliste/Bill of Material(BOM)
Folgende Liste zeigt die für das Projekt verwendeten Materialen an.
| Pos. | Anzahl | Bauteil | Quelle | Stückpreis in € |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | Tower Pro Micro Servo Motor MG90S | littlearmrobot.com | ~ 4,15 (4,99$) |
| 2 | 3 | Tower Pro Digi High Speed Servo Motor MG995 | littlearmrobot.com | ~ 8,20 (9,99$) |
| 3 | 1 | Arduino Uno Rev3 | arduino.cc | 20,00 |
| 4 | 1 | LittleArm Big 3D CAD-Zeichnung | littlearmrobot.com | ~ 16,40 (20,00$) |
Bauteile
Mechanische Komponenten
Bei den mechanischen Komponenten des LittleArm handelt es sich um eine Basis, ein Schultergelenk, einen Oberarm, eine Manschette, einen Ellenbogen und einen Greifer inklusive Gelenk. Im folgenden Absatz werden jeweilige Teile kurz dargestellt und beschrieben.
Basis
Bei der Basis handelt es sich um die Grundfläche des LittleArm. Diese ist mit einem Tower Pro Digi High Speed MG995 Servo Motor ausgestattet welche den Arm bei Bedarf um 120° drehen kann, 60° in jede Richtung. Außerdem befindeen sich in der Basis, Löcher in welche man Saugnäpfe befestigen kann damit der LittleArm stabil auf Oberflächen stehen kann.
Schultergelenk
Das Schultergelenk ist die Verbindungskomponente zwischen der Basis und dem Oberarm. Das Schultergelenk ist mit der Basis via dem Tower Pro Digi High Speed MG995 Servo Motor verbunden und kann sich um 120° drehen. Außerdem verbindet ein weiterer Tower Pro Digi High Speed MG995 Servo Motor den Oberarm mit dem Schultergelenk, der Motor hat dann auch die Möglichkeit den Oberarm um 120° vertikal zu bewegen.
Oberarm
Der Oberarm ist das mechanische Bauteil welches fast ausschließlich aus einem langen Quader besteht, dieses fasst Motoren und Kabel. Der Oberarm ist für die vertikale Höhe des LittleArm zuständig. In dieser Komponente befinden sich zwei Tower Pro Digi High Speed MG995 Servo Motoren, einer verbindet, wie zuvor beschrieben den Oberarm mit dem Schultergelenk und der andere Motor steuert den Ellenbogen.
Ellenbogen
Der Ellenbogen befindet sich zwischen dem Oberarm und der Manschette. Er ist in der Lage sich um 120° zu bewegen und steuert auch die vertikale Bewegung des LittleArm. Er ist durch eine Klebverbindung an der Manschette befestigt.
Manschette
Die Manschette ist ähnlich wie das Schultergelenk ein Verbindungsstück zwischen dem Greifmechanismus und dem Rest des LittleArm.