Partners

Abstract:
Arm-Z to koncepcja hiperredundantnego manipulatora robotycznego składającego się z przystających modułów o jednym stopniu swobody (1-DOF) i realizującego (prawie) dowolne ruchy w przestrzeni. Zasadnicze zalety Arm-Z to: ekonomizacja (dzięki masowej produkcji identycznych elementów) oraz odporność na awarie (po pierwsze – zepsute moduły mogą być łatwo zastąpione, po drugie – nawet gdy jeden lub więcej modułów ulegnie awarii – manipulator taki może ciągle wykonywać, prawdopodobnie w stopniu ograniczonym, zakładane zadania). Podstawową wadą systemu Arm-Z jest jego nieintuicyjne, bardzo trudne sterowanie. Innymi słowy, połączenie koncepcji nietrywialnego modułu z formowaniem praktycznych konstrukcji oraz sterowanie ich rekonfiguracją (transformacją ze stanu A do B) są bardzo złożone obliczeniowo. Mimo to prezentowane podejście jest racjonalne, zważywszy powszechną dostępność wielkich mocy obliczeniowych w kontraście z wysokimi kosztami i „delikatnością” niestandardowych rozwiązań i urządzeń. W artykule nakreślono ogólną koncepcję manipulatora Arm-Z i zaprezentowano wstępne prace zmierzające do wykonania prototypu.

Keywords:
Arm-Z, odporność na awarie, sterowanie kształtem ogólnym, systemy modularne

Abstract:
Arm-Z - a hyper-redundant manipulator based on linearly joined sequence of congruent units is presented. Each unit has 1-DOF (one degree of freedom) only, namely a twist relative to the previous unit in the sequence. Arm-Z has a potential of being economical and robust. The control of Arm-Z, however, is not intuitive and difficult. This paper presents the preliminary results of designing a prototype of a modular Sun-tracking device comprised of four congruent units with possible application as a solar energy harvester or a Sun-shade.

Keywords:
Extremely modular system, Arm-Z, Hyper-redundant manipulator, Rapid prototyping, Low-tech

Abstract:
Arm-Z is a concept of a robotic manipulator comprised of linearly joined congruent modules with possibility of relative twist. The advantages of Arm-Z are: economization (mass-production) and robustness (modules which failed can be replaced, also if some fail the system can perform certain tasks). Non-intuitive and difficult control are the disadvantages of Arm-Z. It has been introduced over six years ago. The theretofore research focused on the control of the virtual Arm-Z manipulator through the relative twists of its constituent units. This paper documents the fabrication and testing of the preliminary physical prototype of a simple Arm-Z, which has been built using relatively low-tech approach. The modules have been assembled from 3D-printed elements using PET-G filament. Each module is equipped with a transmission mechanism allowing to pre-set the spin of its twist (either positive/right or negative/left). Although the presented system is very simple it demonstrates certain meaningful kinematic actions and sets clear paths for the future research in the area of Extremely Modular Systems.

Keywords:
extremely modular system, arm-Z, hyper-redundant manipulator, rapid prototyping, low-tech