Design and test of a serial modular robotic arm 3D printed

In the general opinion robotics applications are always affine to the industrial world, at a high level far from common people that is not specialized in. Recently some curious applications, not in the industrial world, were developed as the robot barman or the violinist robot for example. Anyway also for this applications the robot is an industrial one, not so accessible both in term of costs and technical knowledge. The aim of this project is to get robotics at a lower level in order to be accessible at the highest range of public possible. The idea is that the person who has in mind a different application could realize it, without being a specialized technician. In order to realize this new philosophy of robotics we need three fundamental aspect: easy programmable product, a dedicated mechanics that looks also at costs and easy customization. To pursue the first aspect we have chosen a graphical intuitive interface that could contain for example a learning mode and a jog mode. It's based on a open source language called ROS that works on Linux. About mechanical design we have chosen a modular structure composed by a base module that contains motor plus reducer and support modules to link them together. This layout permits to reach the needed complexity according to the possible future applications. The customization will be possible thanks to the 3D technology chosen for the production, that guarantees flexibility without any extra cost. Exist some similar products on the market but no one contains both the three aspect together so for this reason we have chosen to develope one starting from zero.

Nella cultura generale il mondo della robotica è associato prettamente all' ambito industriale, poco raggiungibile dai non addetti ai lavori. Ultimamente qualche applicazione più fantasiosa di manipolatori robotici è saltata all'occhio, come ad esempio il robot che prepara i cocktails o che suona il violino. Per queste applicazioni si è comunque ricorso a robot industriali di alto livello, ugualmente quindi poco raggiungibili da persone comuni sia in termini di conoscenze specifiche sia in termini di costi. Lo scopo di questo progetto è avvicinare il più possibile la robotica ad applicazioni di basso livello, commerciale o nell'ambito dell'educazione, di modo che il fruitore finale, che ha in mente un'idea per una applicazione nuova e differente del robot, sia la medesima persona che la attua, pur non essendo un tecnico specializzato. Per applicare questa nuova filosofia di robotica sono necessari tre fattori fondamentali: facilità di programmazione, una meccanica modulare dedicata che miri anche al contenimento di costi per ampliare il range di pubblico e infine la personalizzazione sia estetica sia strutturale. Per perseguire il primo obiettivo si punterà su una interfaccia grafica intuitiva che supporti varie modalità di programmazione come l'autoapprendimento e la jog mode per esempio, il tutto supportato dalla piattaforma open-surce ROS. Per la meccanica si è deciso di puntare su una struttura modulare, ovvero motore e riduzione in una soluzione compatta e moduli strutturali di supporto che consentano di avere la complicazione necessaria per le varie possibili future applicazioni. Infine la personalizzazione sarà possibile grazie alla tecnologia che si è scelto per la produzione del robot, la stampa 3D. Essa garantisce grande flessibilità e libertà di costruzione senza aumento di costi, se non di progettazione e design. Sul mercato esiste già attualmente qualche soluzione di questo livello, come vedremo, ma nessuna che porti con se tutti questi aspetti insieme.