Obslužný robot - číšník pro bezbariérové prostředí

Abstract

Práce se zabývá rozšířením provozuschopnosti obslužného robota-číšníka v prostředích splňujících současné evropské standardy přístupnosti. Byl navržen a zkonstruován prototyp stabilizační plošiny založený na paralelním manipulátoru typu 3-RRS, který aktivně kompenzuje upravené prahy do 20 mm a nájezdy se sklonem do 8°. Koncepce zahrnuje aditivně vyrobenou mechaniku, krokové motory typu NEMA23, výkonnostní drivery BL-TB6600, mikrokontrolér RP2040 Zero pro analytické řešení inverzní kinematiky (IK), IMU BNO055 a firmware GRBL běžící na desce Arduino Nano. Srovnání čtyř regulačních schémat ukázalo, že umístění IMU na základně a použití samotné IK poskytuje nejnižší latenci (15 ms) a současně potlačuje spill-over vibrací ramen. Praktické jízdy prokázaly, že plošina bezpečně přepraví 800 g nákladu přes definované překážky rychlostí 0.25 m/s, aniž by došlo k rozlití obsahu. Demonstruje se tak proveditelnost navržené koncepce a vytyčují se směry dalšího vývoje tužší podvozek, robustnější klouby a druhá IMU pro potlačení dlouhodobého driftu.

The thesis tackles the limited mobility of commercial waiter robots in barier-free environments. A stabilising tray based on a 3-RRS parallel manipulator was designed, additively manufactured and experimentally validated. The platform is driven by three NEMA23 stepper motors via BL-TB6600 drivers; low-level motion is handled by GRBL firmware running on an Arduino Nano, while an RP2040 Zero MCU processes IMU data and solves the analytic inverse-kinematics model. A BNO055 IMU mounted on the chassis feeds this solver, achieving a control latency of (15 ms) while completely suppressing spill-over vibrations. The prototype reliably transports an 800 g glass of beverage over modified 20 mm thresholds and 8 deg ramps at 0.25 m/s without spillage. Although a 15 deg cobblestone ramp exceeds the mechanical limits of the current PLA joints, the results demonstrate the feasibility of the concept and outline future workstiffer chassis, more durable joints and a second IMU on the tray to eliminate long-term drift.