Σχεδίαση και κατασκευή φορητού ρομποτικού τηλεσκοπικού βραχίονα, με στόχο τη διεύρυνση του πεδίου πρόσβασης ηλικιωμένων

Παπάκης, Ιωάννης; Papakis, Ioannis

dc.contributor.author	Παπάκης, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Papakis, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2017-07-17T09:24:20Z
dc.date.available	2017-07-17T09:24:20Z
dc.date.issued	2017-07-17
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/45221
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14322
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Τηλεσκοπικοί μηχανισμοί	el
dc.subject	Ψαλιδοειδή στοιχεία	el
dc.subject	Ανθρωπόμορφα ρομποτικά χέρια	el
dc.subject	Αρπαγή αντικειμένων	el
dc.subject	Ρομποτικοί βραχίονες	el
dc.subject	Telescopic mechanisms	en
dc.subject	Scissor like elements	en
dc.subject	Anthropomorphic robotic hands	en
dc.subject	Grasping of objects	en
dc.subject	Robotic arms	en
dc.title	Σχεδίαση και κατασκευή φορητού ρομποτικού τηλεσκοπικού βραχίονα, με στόχο τη διεύρυνση του πεδίου πρόσβασης ηλικιωμένων	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Design and development of a portable robotic telescopic arm, extending the reach-space of the elderly	en
heal.classification	Μηχανοτρονική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-06-23
heal.abstract	The objective of the current thesis is to design and develop a portable telescopic mechanism which is also lightweight. The mechanism will be controlled and used by humans in order to fetch items located at a certain distance, an action which would otherwise cause discomfort or be impossible for the user. The device is destined for people of the third age who, due to their natural senescence or other health conditions, are situated in the aforementioned state. Its design is carried out, taking into consideration the speciality of this social group, which is reduced muscular force and thus the weight of the device plays a major role in its usability while its way of use is carefully predicted and described. It must be noted that the task of the telescopic device is to work in compliance with the anthropomorphic robotic hand, manufactured in the Control Systems Laboratory at the Machine Design and Automatic Control Section of N.T.U.A.. At first, a supervisory evaluation is done concerning our demands and expectations for the device, at the point to which this is feasible before any considerations of materials and kinematic mechanisms. The main goal, apart from the low weight of the structure, is the achievement of the greatest possible length of extraction. Following, is the process of comparing mechanisms that could possibly be appropriate for this specific application, concerning our goals and restrictions. The mechanism of the scissor like elements is distinguished among them as the most suitable. Next, the parts, that will constitute the device, are analyzed. The final parts are chosen after defining the choice criteria and the alternative possible choices. A predictive analysis of their behaviour under real conditions is also presented, including kinematic, static and dynamic analysis of its components. After that, experimental testing is carried out in order to validate its performance and abilities in varying its length and carrying objects. This procedure drives us to make safe conclusions about both the efficacy of the device and steps for the device’s future improvement. The whole process of design and analysis of the device’s behaviour, is verified as succesful by its final ability to vary in length while bearing external weight. The device is portable and easy to use and future improvements will focus on reducing its weight even more.	en
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής, είναι η σχεδίαση και ανάπτυξη ενός φορητού μηχανισμού χαμηλού βάρους. Ο μηχανισμός αυτός θα ελέγχεται και θα χρησιμοποιείται από άτομα με σκοπό την αρπαγή ενός αντικειμένου που βρίσκεται σε ορισμένη απόσταση, τέτοια που καθιστά είτε αδύνατη είτε δύσκολη τη μετακίνηση του χρήστη. Η συσκευή προορίζεται για άτομα τρίτης ηλικίας που λόγω του φυσικού γήρας ή άλλων προβλημάτων υγείας, βρίσκονται στην προαναφερθείσα κατάσταση. Η σχεδίαση της γίνεται με γνώμονα την ιδιαιτερότητα των ατόμων τρίτης ηλικίας, που είναι η μειωμένη μυϊκή δύναμη, συνεπώς το βάρος της συσκευής αποτελεί μείζονα παράγοντα σχεδιαστικών επιλογών. Επίσης, ο κατάλληλος τρόπος χρήσης της προβλέπεται και επισημαίνεται. Αξίζει να σημειωθεί ότι η παρούσα εργασία γίνεται έχοντας σαν προϋπόθεση ότι ο τηλεσκοπικός μηχανισμός που θα δημιουργηθεί, θα φέρει, στο άκρο του, το ανθρωπόμορφο ρομποτικό χέρι, που έχει ήδη κατασκευαστεί και είναι λειτουργικό, από το Εργαστήριο Αυτομάτου Ελέγχου του τομέα Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου του Ε.Μ.Π.. Αρχικά, γίνεται μία εποπτική αξιολόγηση των απαιτήσεων και των προσδοκιών μας στο βαθμό που αυτό είναι εφικτό προγενέστερα των αναλύσεων διαφόρων υλικών και κινηματικών μηχανισμών. Κυριότερος στόχος πέραν του χαμηλού βάρους κατασκευής, είναι η επίτευξη του μέγιστου δυνατού μήκους προέκτασης του μηχανισμού. Ακολουθεί η διαδικασία της σύγκρισης μηχανισμών που θα μπορούσαν πιθανώς να αποτελέσουν επιλογή για τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Από αυτές διακρίνεται ο μηχανισμός των ψαλιδοειδών στοιχείων ως ο καταλληλότερος με βάση τα κριτήρια στόχων και δυνατοτήτων. Στη συνέχεια, αναλύεται το σύνολο των στοιχείων που θα συγκροτήσουν τη συσκευή. Γίνεται επιλογή των τεμαχίων αφού προσδιοριστούν τα κριτήρια επιλογής και οι εναλλακτικές δυνατές επιλογές. Ακολουθεί η πρόβλεψη της συμπεριφοράς αυτών κατά τη χρήση του μηχανισμού, από άποψη κινηματική, στατική και δυναμική. ΄Επειτα, παρουσιάζεται η πραγματική συμπεριφορά του μηχανισμού με τη δυνατότητα που έχει για επιμήκυνση και επαναφορά φορτίου. Το τμήμα αυτό οδηγεί τόσο στην ασφαλή εξαγωγή συμπερασμάτων για την αποτελεσματικότητα της ιδίας συσκευής όσο και στην πρόβλεψη μελλοντικών βημάτων για τη βελτίωση της. Η ορθότητα της όλης διαδικασίας σχεδιασμού και πρόβλεψης επαληθεύεται σε σημαντικό βαθμό με την ικανότητα του μηχανισμού για μεταβολή του μήκους και δυνατότητα κίνησης ακόμα και με φορτίο στο άκρο. Η συσκευή είναι φορητή, προσιτή και απλή στη χρήση της και μελλοντικές προσπάθειες θα εστιάσουν στην περαιτέρω μείωση του βάρους της.	el
heal.advisorName	Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Βοσνιάκος, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου. Εργαστήριο Αυτομάτου Ελέγχου και Ρυθμίσεως Μηχανών και Εγκαταστάσεων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	126 σ.
heal.fullTextAvailability	true