Euclid. Design and optimization of a 3D printed robotic arm

Robotic has developed more than half a century from invented. But until now, those huge industrial production tools are still the first come into people’s minds when robotic arms are mentioned. These professional industrial robots usually come with an extremely high cost, which limits their customers are only companies with big volume.  In recent years, many desktop version robots appear on the market mainly designed for personal and educational use. In this project, a robotic arm position between those two types is generated. It tries to control the price in an acceptable range and face to small businesses or individuals. The project is a further development of a previous one. From engineering aspect, a newly designed motion unit structure is adopted to replace the old arrangement, which results in the lower cost of the whole product and more flexibility for the appearance design. Meanwhile, the thesis also raise up a possible solution to fix the historic mechanical problems. In this project, a quantity of research is done, from the economic background of the era to the market prediction in the near future. A clear strategy to create more value with the robot is given out in the thesis. The robotic arm’s appearance design stick on the core value that is limit the product itself with the least characteristics to save the most opportunities for the future users, meanwhile achieve a balance between function and aesthetics. 

La robotica è in fase di sviluppo da oltre mezzo secolo dalla sua invenzione. Ancora oggi, quegli enormi strumenti di produzione industriale sono i primi a venire in mente quando vengono menzionati i bracci robotici. Questi robot industriali professionali solitamente hanno un costo estremamente elevato, che limita i loro clienti esclusivamente ad aziende di grande volume. Negli ultimi anni, molti robot versione desktop sono comparsi sul mercato, principalmente progettati per uso personale ed educativo. In questo progetto si è sviluppato un braccio robotico che potesse inserirsi tra questi due tipi. Si è cercato di contenere il prezzo per una fascia di piccole imprese o singoli utenti. Partendo da un progetto esistente si è realizzato un ulteriore sviluppo. Dal punto di vista ingegneristico, è stata progettata una nuova struttura di movimentazione per sostituire la vecchia a disposizione, traducendo questa operazione in un minor costo dell'intero prodotto e una maggiore flessibilità per il design estetico. Nel frattempo, la tesi propone anche una possibile soluzione per risolvere i problemi meccanici del passato. In questo progetto sono state svolte ricerche economiche a partire dalla nascita della robotica fino alla predizione del mercato per il prossimo futuro. Una chiara strategia per creare maggiore valore aggiunto è fornita nel presente lavoro. Siccome le caratteristiche estetiche rappresentano un fattore limitante al design del braccio robotico, si è tenuto conto del giusto equilibrio tra estetica e funzionalità in maniera di arrivare ad un maggior numero di utenti.