3D Design Setup for Humanoid and Quadruped Robots

Abstract

Deployment of mobile robots in dynamic environments remains a significant challenge in robotics. Currently, robotic grippers are not dexterous enough to perform tasks designed for humans. There are still significant challenges holding back the achievement of human-like dexterity. To achieve a faster large-scale deployment of mobile robots, alternative solutions to dexterous grippers need to be examined. One alternative solution is a tool grasp interface designed for robots. Using the grasp interface, mobile robots can perform tasks typically performed with human tools. This thesis provides an overview of mobile robots and the current state of robotic grippers, with particular focus on commercially available two-finger grippers. A literature review is conducted to examine existing gripper technologies and their actuation methods. Based on the review and analysis of gripper specifications from major manufacturers, the requirements for a grasp interface are defined to ensure compatibility with a wide range of grippers and to improve graspability during rotational tasks. Visual prototypes are made, and finally, three design iterations are presented and evaluated.

Mobiilirobottien käyttöönotto muuttuvissa ympäristöissä on tällä hetkellä suuri haaste robotiikan alalla. Robottitarttujat eivät ole tarpeeksi käteviä suorittaakseen tehtäviä, jotka on alun perin suunniteltu ihmisten tehtäviksi. Jotta robottitarttujat voisivat olla yhtä käteviä kuin ihmiset, pitäisi ratkaista vielä useita ongelmia. Kätevän robottitarttujan lisäksi tulee tarkastella muita mahdollisia ratkaisuja, jotta mobiilirobottien käyttöönottoa muuttuvissa ympäristöissä voitaisiin nopeuttaa. Yksi mahdollinen ratkaisu voisi olla työkalun kahva, joka on suunniteltu robottien käyttöön. Robotit voisivat suorittaa ihmisten työkaluille suunniteltuja tehtäviä työkalulla, jossa olisi tällainen kahva. Kaksisormisille tarttujille soveltuva kahva suunnitellaan osana tätä tutkielmaa. Tutkielma antaa yleiskuvan mobiiliroboteista ja siitä, millaisia robottitarttujia nykyään on käytössä ja saatavilla. Tutkielmassa tarkastellaan erityisesti kaupallisesti saatavilla olevia kaksisormisia tarttujia. Kirjallisuuskatsauksessa tarkastellaan olemassa olevia tarttujatyyppejä ja niiden toimintaa. Tutkielmassa tarkastellaan myös suurimpien robottitarttujavalmistajien tarjoamien kaksisormisten tarttujien teknisiä tietoja. Niiden pohjalta määritellään vaatimukset suunniteltavalle kahvalle. Kahvasta tehdään visuaalinen prototyyppi ja lopuksi esitellään kolme erilaista mallia ja arvioidaan niiden soveltuvuutta haluttuun käyttötarkoitukseen.