Laboratorium dydaktyczne Mechatroniki, Haptyki i Robotyki - MecHaRo-Lab | WIMiO - Politechnika Gdańska

Utworzenie laboratorium realizowane jest w ramach programu IDUB Gdańsk Tech CoreEduFacilities (2022-2023 r.)

Cel projektu

Celem projektu jest głęboka modernizacja laboratoriów robotyki w Instytucie Mechaniki i Konstrukcji Maszyn na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa (WIMiO) czego efektem będzie zapewnienie infrastruktury kluczowej i niezbędnej do prowadzenia zajęć dydaktycznych na wysokim poziomie, w sposób nowoczesny, atrakcyjny dla studentów i zgodny z obecnie obowiązującymi trendami w przemyśle i nauce. Pozwoli to przygotować studentów do oczekiwań i wymagań współczesnej gospodarki opartej na innowacjach, wysokiej konkurencyjności i charakteryzującej się dynamicznymi zmianami.

Wyposażenie laboratorium

• W laboratorium, do symulacji i programowania robotów w trybie off-line wykorzystywane jest oprogramowanie RoboDK. Oprogramowanie pozyskano dzięki uprzejmości firmy RoboDK (https://robodk.com/), producenta programu.
  
   
• 10 stanowisk komputerowych z bogatym oprogramowaniem narzędziowym dla Windows i Linux, m.in.: Matlab, NI LabView, STM32CubeIDE, ArduinoIDE, Python. RoboAnalyzer, Autodesk Inventor, ROS, RoboDK i wiele innych.

• Stanowisko z robotem współpracującym (“co-bot”)
  • Robot HANWHA HCR-3A
    • Dodatkowy czujnik siły i momentów działających na kiść robota
    • System wizyjny

  • Roboty współpracujące są przyszłościowym kierunkiem rozwoju robotyki umożliwiając bezpośrednią współpracę człowieka z robotami.

• Stanowisko z robotem przemysłowym, antropomorficznym, 6-cio osiowym
  • Robot Nachi MZ-04D
    • Dodatkowy czujnik siły i momentów działających na kiść robota
  • Klasyczny, typowy, uniwersalny robot przemysłowy o szeregowej strukturze kinematycznej.

• Stanowisko z robotem typu „delta”   
  • Robot ABB IRB 360-3/1300
  • Kamera cyfrowa
  • Podajnik detali
  • Przenośnik taśmowy detali
  • Roboty typu „delta”, o równoległej strukturze kinematycznej (znacząco odmiennej od klasycznych struktur szeregowych) są szeroko stosowane w przemyśle elektronicznym i spożywczym np. w zadaniach pick&place, przy pakowaniu i sortowaniu produktów oraz innych zadaniach gdzie niezbędna jest szybkość pracy i sztywność konstrukcji manipulatora.
    
     
• Robot mobilny, kroczący
  • Robot Unitree Go1Edu Plus
    • LIDAR 2D
    • 5 kamer 3D RGBD
    • 5 czujników ultradźwiękowych odległości
    • Jednostka IMU
  • Roboty kroczące stopniowo znajdują zastosowania, np. w zadaniach transportowych i przy pokonywaniu trudno dostępnego terenu. Ta widowiskowa gałąź robotyki szybko rozwija się zwłaszcza w obszarze codziennej współpracy z człowiekiem
    
     
• Robot mobilny, 4-kołowy
  • Robot Husarion ROSBot 2 PRO
    • LIDAR 2D
    • Kamera 3D RGBD
    • Czujniki ultradźwiękowe odległości
    • Jednostka IMU
  • Robot o typowej dla tej klasy platform mobilnych budowie, wyposażony w zestawy podstawowych czujników stosowanych przede wszystkim w zadaniach lokalizacji, nawigacji i tworzenia map otoczenia (SLAM).
    
     
• Ramię haptyczne
  • Ramię haptyczne Geomatic Touch
  • Manipulator obsługiwany przez użytkownika poprzez poruszanie bezpośrednio końcówką manipulatora (w przeciwieństwie do standardowego rozwiązania, gdzie końcówka wykonuje ruchy zadane z panelu sterującego). Umożliwia uzyskanie bezpośredniego sprzężenia zwrotnego od siły dla operatora ramienia robotycznego. Manipulatory takie znajdują zastosowanie np. w operowaniu w rzeczywistości wirtualnej (np. symulacjach procesów i zadań), oraz w rozszerzonej (np. teleoperacja co-bota).
    
     
• Zestawy dydaktyczne do budowy robotów
  • Roboty modułowe Bioloid
  • Klocki LEGO Mindstorm EV3
  • Zestawy dające możliwość poznania podstawowych zagadnień dotyczących budowy robotów oraz kreatywne tworzenie własnych konstrukcji.
     
• Elementy laboratorium analitycznego
  • Miernik parametrów fizycznych cieczy, wirówka do próbówek, próbówki i pipety symulujące proste laboratorium analityczne jako obiekty do operowania dla robota współpracującego

• Wielosensorowe, cyfrowe moduły pomiarowe
  • STM SensorTile.Box
    • Zintegrowane moduły zawierające akcelerometr, żyroskop, magnetometr, barometr, termometr
    • Możliwość transmisji danych po USB, Bluetooth lub zapis na kartę SD
  • Niewielkie moduły pomiarowe integrujące różnorodne czujniki i umożliwiające rejestrację danych w pamięci lokalnej oraz udostępniające je do komputera PC poprzez komunikację cyfrową. Moduły umożliwiają wykonywanie różnorodnych ćwiczeń polegających na rejestracji sygnałów typowych dla mechatroniki, robotyki (w szczególności mobilnej) i haptyki, a następnie ich przetwarzanie np. w środowisku Matlab lub LabView

• Modułowy system pomiarowy analogowo-cyfrowy
  • System pomiarowy NI cDAQ
    • Kontroler NI cDAQ 9174
    • 3 kanałowy moduł pomiaru napięć z obsługą akcelerometrów IEPE - NI 9230
    • 4 kanałowy moduł wyjść/wejść cyfrowych - NI 9402
    • 4 kanałowy moduł przekaźników - NI 9482
    • 4 kanałowy moduł pomiaru napięć z dedykowaną obsługą różnych typów czujników - NI 9219
  • System umożliwia realizację wielu rodzajów pomiarów z wykorzystaniem różnorodnych czujników stosowanych w mechatronice, robotyce (konwencjonalnej-przemysłowej, kosmicznej, medycznej i mobilnej) i systemach haptycznych.

• Czujniki pomiarowe
  • belki tensometryczne
  • termopary
  • rezystancyjne czujniki temperatury
  • enkodery absolutne
  • enkodery inkrementalne
  • optyczne czujniki obecności
  • czujnik koloru
  • jednostki IMU
  • i inne….

• Podstawowe, elektroniczne wyposażenie laboratoryjne
  • Oscyloskop
  • Generator funkcyjny
  • Zasilacze