In the field of mechatronics, different types of robotic arms are used for various applications. Control of robotic arms from a distance is required in certain situations, such as hazardous environments. The purpose of this thesis was to investigate the feasibility, speed, and accuracy of the movement of a robotic arm following the movement of one handheld Inertial Measuring Unit (IMU). The assessment of accuracy was determined through experiments with pre-established movements and examined responses from the arm. The robot arm has four degrees of freedom and is controlled by integrating and filtering the IMU data to obtain the linear position, and inverse kinematics are used to obtain the arm joint angles required to reach the position. The robotic arm was constructed using Solid Edge 3D CAD, 3D printed in PLA plastic. After construction electronic components were connected and assembled. The programs were implemented in MATLAB, and the data was processed and transferred through the Arduino Integrated Development Environment (IDE). The results indicate that the robotic arm demonstrates good capability in executing given coordinates. The accuracy of the IMU-based position tracking is inconsistent and not suitable for all applications. The system's total speed for reading and executing movements is found to be satisfactory, but improvements in precision are necessary for more demanding implementations. The primary causes of errors in the system are attributed to the precision of the measuring device, manufacturing deviations, and limitations in the IMU calculation. This study contributes to the understanding of linear position tracking using inertial sensors, filtering techniques, and communication between microcontrollers, providing insights for future research and development in the field. / Inom området mekatronik används olika typer av robotarmar för olika tillämpningar. Kontroll av robotarmar på avstånd krävs i situationer som farliga miljöer. Syftet med denna avhandling var att undersöka genomförbarhet, hastighet och rörelseprecision hos en robotarm som följer rörelsen av en handhållen tröghetsmätningsenhet (IMU). Bedömningen av noggrannheten fastställdes genom experiment med förutbestämda rörelser och undersökta svar från armen. Robotarmen har fyra frihetsgrader och styrs genom att integrera och filtrera IMU-data för att erhålla den linjära positionen, och inverskinematik används för att erhålla de nödvändiga armledsvinklarna för att nå positionen. Robotarmen konstruerades med hjälp av Solid Edge 3D CAD, 3D-utskrivet i PLA-plast och elektroniska komponenter monterades. Programmen implementerades i MATLAB och data bearbetades och överfördes via Arduino Integrated Development Environment. Resultaten visar att robotarmen har god förmåga att utföra givna koordinater, men noggrannheten i IMU-baserad positionsspårning är inkonsekvent och inte lämplig för alla tillämpningar. Systemets totala hastighet för att läsa av och utföra rörelser anses vara tillfredsställande, men förbättringar av precisionen är nödvändiga för mer krävande implementeringar. De främsta orsakerna till fel i systemet tillskrivs precisionen hos mätinstrumentet, tillverkningsavvikelser och begränsningar i IMU-beräkningen. Denna studie bidrar till förståelsen av linjär positionsspårning med tröghetssensorer, filtreringstekniker och kommunikation mellan mikrokontroller, vilket ger insikter för framtida forskning och utveckling inom området.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-330160 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Knobe, Jesper, Pekola, Tobias |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:81 |
Page generated in 0.003 seconds