Robots are being used more and more in today’s society. These robots need to be mobile and have a good understanding of their surroundings. This bachelor’s thesis in mechatronics aims to see how a mobile robot can be constructed, and how it can best map its surroundings. The robot was built to have three omni wheels to allow it to move freely in the plane and stepper motors to provide accurate movement. Ultrasonic sensors were placed around the robot to be used as a tool to determine its surroundings. The brain of the robot was an Arduino UNO, which with the help of an ESP-01, communicated with aserver over Wi-Fi. The server received the data from the ultrasonic senors and drew a map on a web page. Multiple test were made to evaluate the different systems. The robot moved really well and with high precision after some tweaking. The ultrasonic sensors were also very precise and the communication between the robot and the server worked very well. All the different systems were combined to make the robot move autonomously. The robot could navigate by itself and avoid obstacles. Although the mapping worked from a technical point of view, it was hard to read and could be done better. / Robotar är något som används mer och mer i dagens moderna samhälle. Dessa robotar behöver vara mobila och haen god uppfattning om miljön de befinner sig i. Detta kandidatexamensarbete inom mekatronik ska undersöka hur en mobil robot kan byggas, och hur den kan kartlägga miljönden befinner sig i. Roboten som konstruerades hade tre omnihjul för att kunna röra sig fritt längs markplanet och stegmotorer för precis drift. Ultraljudsensorer placerades runt om roboten för att ge den en uppfattning av omgivningen. Hjärnan i roboten var en Arduino UNO som med hjälp av en ESP-01 kommunicerade över Wi-Fi till en server. Servern tog emotsensordata från roboten och ritade upp det som en karta ien webbläsare. Det utfördes tester för att utvärdera de olika delsystemen. Driften på roboten fungerade utmärkt med god precisionefter några iterationer. Ultraljudsensorerna hade också godprecision och kommunikationen mellan roboten och servern fungerade mycket bra. De olika delsystemen kombinerades för att ge roboten självkörning. Roboten kunde navigera själv och undvika hinder. Trots att kartan fungeradeur ett tekniskt perspektiv så var den svårtydd och kunde förbättrats.

Vid institutionen för tillämpad fysik och elektronik, Umeå universitet, bedrivs utbildning och forskning inom bland annat automation och robotik. Syftet med projektet är att skapa en robot där rapporten skall kunna användas för att förenkla framtida utlärningar inom de ämnen projektet tar upp. Projektets mål är att designa, skapa och programmera en saneringsrobotprototyp med hjälp av utvecklingsgränssnittet CODESYS. För att möjliggöra sanering används UVC-ljus. UVC är en kategori inom UV-ljus där endast ett spann av våglängder innefattas, vilka bevisats ha bakteriedödande effekt. Robotens design är ritad i CAD och är måttanpassad utefter den hårdvara som används. Vidare består robotens chassi av två plexiglasplattor som laserskärs med färdiga hålbilder. Chassit sätts ihop med hjälp av sex M6-gängstänger, vilket skapar två plan där komponenter kan skruvas fast i de laserskärda hålbilderna. Roboten använder sig av motorstyrningskort, servomotorer och mecanumhjul där styrning sker med hjälp av två stycken joysticks. Joysticksen i samband med teoretiska rörelseekvationer möjliggör omnidirektionell rörelse. Vidare används ett reläkort för styrning av både UVC-lampor och signallampa. Roboten programmeras i CODESYS som ett ”Function Block Diagram” (FBD) där en mängd nya programbibliotek blir implementerade. Genom användning av CODESYS visualiseringsverktyg skapas ett användargränssnitt som gör att roboten kan fjärrstyras via ett webbgränssnitt. Projektet uppnådde sju av åtta krav från kravspecifikationen vilka validerades via fem uppsatta testscenarion. Resultatet är en robot som kan styras i valfri riktning via WiFi genom exempelvis en smartphone. Reläets olika portar öppnas och stängs genom programmerade funktioner, knappar och en IR-sensor vars uppgift är att avläsa kroppslig värme. Vid fortsatt utveckling av roboten skulle en kamera kopplats in och använts i HMI-gränssnittet, vilket hade möjliggjort telestyrning. Fler styrningsalternativ hade också kunnat implementerats, exempelvis genom att lägga till en knapp som gör att roboten roterar 90 grader. / At the Department of Applied Physics and Electronics, at Umeå University, education and research are conducted in areas such as automation and robotics. The purpose of the project is to create a robot, where the report can be used to assist future learning within the subjects covered by the project. The goals of the project are to design, create and program a decontamination robot prototype using the development interface CODESYS. UVC-light will be used to achieve this sanitation. UVC is a category of UV light which includes a limited range of wavelengths, that have been shown to have bactericidal effect. The robot is designed in CAD using the measurements of the hardware used. Furthermore, the robot's chassis consists of two plexiglass plates that are laser cut according to predetermined hole patterns. The chassis is assembled using six M6 threaded rods. The design constitutes two levels onto which the components can be mounted. The driveline consists of motor control boards, servomotors and mecanum wheels. Two joysticks are used to control the steering of the robot. The joysticks in relation with theoretical equations enables omnidirectional motion. Furthermore, a relay card is used for controlling both UVC and the signal lamp. The robot is programmed in CODESYS as a "Function Block Diagram" (FBD) where several new program libraries are implemented. By using CODESYS’ visualization tool, a user interface is created where the robot can be remotely controlled via a web interface. Seven out of eight requirements were achieved in the project. The achieved requirements were all validated through five test scenarios. Furthermore, the robot can be steered in any direction via Wi-Fi through inter alia a smartphone. The various ports of the relay are controlled by programmed functions and buttons, which can be overridden in the case of body heat being detected by an IR sensor. If the robot were to be further developed, a camera could be connected and used in the HMI, which would have enabled distance remote control. Furthermore, several control options could have been implemented, for example a button that allows the robot to rotate 90 degrees.

This thesis investigates the strengths and weaknesses of omnidirectional drive and differential drive systems on mobile manipulator robots. Based on a literature study, a hypothetical use case, and identified Key Performace Indicators the drive system’s effects on the performance of the mobile manipulator are evaluated. A qualitative approach was used for evaluation. The research methodology involved analyzing the wheel characteristics of each drive system, identifying parameters affecting the performance, and assessing the two drive system characteristics within the context of the hypothetical use case. Six Key Performance Indicators such as pose accuracy, space utilization, and manipulability were formulated and examined to determine the comparative strengths and weaknesses of the drive systems. The results confirmed that omnidirectional drive systems exhibit greater maneuverability and agility while differential drive systems are less complex and often more durable in rough conditions. However, the results also show that in many cases the answer on what drive system to use will depend on many factors and that these factors can affect the overall performance of the mobile manipulator. This study provides insights into performance-affecting parameters and relevant performance aspects by examining the strengths and weaknesses of omnidirectional and differential drive systems. While acknowledging the need for caution in generalizing the findings and assuming validity in real-world applications, the results obtained serve as a starting point for further investigations. / Detta examensarbete undersöker styrkor och svagheter hos omnidirektionella drivsystem och differentialdrivsystem på mobila manipulatorer. En kvalitativ metod, baserat på en litteraturstudie, ett hypotetiskt användningsscenario och identifierade prestationsindikatorer, användes för att utvärdera drivsystemets effekter på den mobila manipulatorns prestanda. Forskningsmetodiken innebar att analysera hjulegenskaperna för varje drivsystem, identifiera parametrar som påverkar prestandan och bedöma de två drivsystemens egenskaper inom ramen för det hypotetiska användningsfallet. Viktiga prestationsindikatorer som poserings noggrannhet, utrymmesutnyttjande och manipulerbarhet undersöktes för att fastställa och jämförande styrkorna och svagheterna hos drivsystemen. Resultaten bekräftade att omnidirektionella drivsystem uppvisar större manövrerbarhet och smidighet medan differentialdrivsystem ofta är mindre komplexa och mer hållbara under tuffa förhållanden. Dock visar resultaten även att svaret på vilket drivsystem som ska användas i många fall beror på flertalet faktorer och att dessa faktorer kan påverka den mobila manipulatorns totala prestanda. Denna studie ger insikter i prestandapåverkande parametrar och relevanta prestandaaspekter genom att undersöka styrkorna och svagheterna hos omnidirektionella och differentiella drivsystem. Samtidigt som man erkänner behovet av försiktighet med att generalisera resultaten och anta giltighet i verkliga tillämpningar, tjänar de erhållna resultaten som en utgångspunkt för ytterligare undersökningar.