A cura di: Anja Schütz, Redaktorin maxon motor ag
youBot è un piccolo robot mobile sviluppato da KUKA come piattaforma open source per la ricerca scientifica e l'uso accademico. youBot è composto da una piattaforma mobile e da un braccio robotico: i sistemi di azionamento maxon motor sono responsabili del movimento di questi componenti. Insegnare a un robot passo passo le operazioni da eseguire e confrontare con altri i programmi compilati è una sfida eccezionale per ogni studente di robotica. Ed è proprio per supportare lo studio e lo sviluppo scientifico che l'azienda di Augusta KUKA ha sviluppato il robot youBot. Il manipolatore mobile comandato mediante software open source con base omnidirezionale e meccanica con cinque gradi di libertà è sul mercato da appena due anni, ma è già considerato la piattaforma di riferimento per la ricerca e la formazione nel campo della manipolazione mobile. KUKA, nota finora in tutto il mondo principalmente come azienda produttrice di robot industriali, ha creato così una piattaforma di riferimento open source per la ricerca nel campo della robotica. Grazie a questa soluzione, ricercatori, sviluppatori e studenti di robotica possono ora scrivere i propri software di comando e di applicazione, ad esempio per montare tavoli IKEA o trasportare contenitori per piccoli carichi e componenti nelle "fabbriche del futuro". youBot di KUKA è costituito da una base mobile omnidirezionale con uno o due bracci robotici. Nella base sono integrati anche un PC industriale e una batteria. Il PC industriale comunica in tempo reale (tempo di ciclo 1 ms) tramite protocollo EtherCAT con i nove azionamenti del robot, comandandone corrente, velocità e posizione.
La piattaforma del robot e il braccio possono anche essere usati in maniera indipendente l'uno dall'altro. La base dello youBot è lunga solo 53 cm, larga 36 cm e alta appena 11 cm e si sposta su quattro ruote Mecanum. Si tratta di ruote speciali la cui superficie di scorrimento è composta da rulli angolati di 45° lungo l'intero perimetro della ruota, grazie alle quali youBot può eseguire in qualsiasi momento movimenti traslatori e rotatori. In questo modo il robot si può spostare in tutte le direzioni, anche di lato e in diagonale. Sulla piattaforma è installato un braccio lungo circa 66 cm, alla cui estremità si trova una pinza a due griffe con le quali il robot può spostare oggetti fino a 70 mm di grandezza e 500 grammi di peso. Il braccio robotico è composto da cinque articolazioni che devono la loro mobilità a sistemi di azionamento maxon. Questo compito è affidato a combinazioni motore-riduttore-encoder di maxon motor.
Riduttori planetari appositamente sviluppati per la massima libertà di movimento
Lo spazio disponibile nello youBot è limitato. Tuttavia, dato che braccio e base richiedono la presenza di diversi motori e riduttori planetari, questi componenti sono integrati direttamente nelle articolazioni del braccio robotico. Per questo motivo, maxon e KUKA hanno sviluppato un riduttore speciale particolarmente leggero, preciso e robusto, grazie al quale l'articolazione può ruotare attorno al riduttore planetario. Per le articolazioni del braccio robotico vengono utilizzati complessivamente cinque motori flat brushless maxon (EC 45 flat, EC 32 flat) combinati con riduttori speciali ed encoder. Per la piattaforma vengono impiegati quattro motori flat EC 45 brushless di maxon motor. Il modello maxon EC 45 flat senza spazzole si contraddistingue per una concezione semplice con coppia resistente elevata a fronte di una struttura compatta. I motori flat presentano una potenza in uscita compresa tra 15 e 50 watt, per un peso di soli 46-110 grammi. Le articolazioni del braccio robotico sono collegate a encoder di posizione maxon per misurare l'angolazione delle articolazioni. Il modello youBot di KUKA può già essere considerato una delle pietre miliari della ricerca e dello sviluppo nel campo della robotica. Con questo modello KUKA ha intrapreso una strada del tutto innovativa rivolta al mercato della ricerca, per garantire un trasferimento tecnologico ottimale a tutti i soggetti coinvolti nel settore della robotica. Il robot è infatti dotato di un sistema open source basato su Linux che offre a ricercatori e scienziati una libertà di azione assoluta.
