Sviluppo e controllo di un robot ridondante bio-inspired per la distribuzione del calcestruzzo

In recent years we have seen the growth of research on redundant robots thanks to their numerous applications in the industrial field. In this thesis a redundant manipulator was designed and built, it can perform a specific application: to replace the final part of the rubber hose used for the distribution of the concrete in order to obtain, through the trajectory control, more precise movements without the need to the direct intervention of operators. In the design phase of the assembly the cad software SOLIDWORKS was used; the structural resistance verification was performed using ABAQUS. Later, a trajectory control was implemented in ADAMS: a search was made on the state of the art regarding the inverse kinematics for redundant robots under-actuated and the hypothesis of constant curvature has been verified. Finally the servo motors were sized and the first experimental simulations on the bench have been made.

Negli ultimi anni si è verificata una crescita sostanziale di ricerca sui robot ridondanti grazie alle loro numerose applicazioni in ambito industriale. In questa tesi è stato progettato e realizzato un manipolatore ridondante in grado di svolgere un'applicazione specifica: sostituire la parte finale del tubo di gomma adibito alla distribuzione del calcestruzzo in modo da ottenere, attraverso il controllo di traiettoria, movimenti più precisi senza che sia necessario l'intervento diretto degli operatori. In fase di progettazione dell'assemblato è stato utilizzato il software cad SOLIDWORKS; la verifica di resistenza strutturale è stata eseguita con l'ausilio di ABAQUS. In seguito, in ADAMS è stato implementato un controllo di traiettoria: è stata effettuata una ricerca sullo stato dell'arte per quanto riguarda la cinematica inversa per robot ridondanti sotto-attuati ed è stata verificata l'ipotesi di curvatura costante. Infine sono stati dimensionati i servomotori ed eseguite le prime simulazioni sul banco sperimentale.