Design and implementation of eight-wheeled semi-autonomous delivery robot

Abstract

During the last decade, delivery robot employment has increased worldwide. A considerable amount of delivery robots are utilized in America, Europe, and Asia nowadays. The essential purpose of delivery robots is to solve the last-mile delivery problem by serving goods such as food, groceries, parcels, etc. On the other side, delivery robot technology brings its interior problems at the same time. Climbing up and down on the curbs and ramps are some of them. Four and six-wheeled delivery robots get into this trouble from time to time. At this point, several cases appeared in the press. According to the cases, the opinion of insufficiency of robot wheel numbers and mechanisms has emerged. The aim of the thesis is to design and implementation of an eight-wheeled semi-autonomous delivery robot that paves the way for climbing up and down the curbs and ramps easily while being able to proceed with various semi-autonomous delivery tasks. The developed delivery robot has eight wheels and one apiece bogie mechanism on the front and back of the robot. The mechanical structure was designed in the Catia v5 3D CAD software, and then built the prototype by assembling the parts. The electrical and electronic structure was determined. The components, such as converters, sensors, controllers, etc., were tested and calibrated. The building of the robot software structure came after electrical electronics and mechanical structures. At the end of the thesis, a variety of real environment tests were realized. By the end of the study, while the manual control of the robot and climbing up and down on the curbs were realized, the autonomy studies were lacking because of being faced with a lot of mechanical problems.

Gün geçtikçe teslimat robotu istihdamı tüm dünyada artıyor. Günümüzde Amerika, Avrupa ve Asya'da önemli sayıda teslimat robotu kullanılmaktadır. Teslimat robotlarının temel amacı, gıda, bakkaliye, koli vb. ürünlerin teslimatını yaparak son kilometre teslimat sorununu çözmektir. Diğer yandan teslimat robotu teknolojisi aynı zamanda kendi iç problemlerini de beraberinde getirmektedir. Kaldırımlardan ve rampalardan inip çıkmak bunlardan bazılarıdır. Dört ve altı tekerlekli teslimat robotların başları zaman zaman bu belaya giriyor. Bu noktada, birkaç vaka basına yansımıştır. Vakalara göre robotların tekerlek sayıları ve mekanizmalarının yetersiz olduğu görüşü ortaya çıktı. Tezin amacı, çeşitli yarı otonom teslimat görevlerini yerine getirirken kaldırımlardan ve ramplardan kolayca inip çıkmanın önünü açan sekiz tekerlekli yarı otonom bir teslimat robotunun tasarlanması ve uygulanmasıdır. Geliştirilen teslimat robotu sekiz tekerleğe, robotun önünde ve arkasında olmak üzere birer adet boji mekanizmasına sahiptir. Mekanik yapı Catia v5 3B BDT yazılımında tasarlandı ve ardından parçaların birleştirilmesiyle prototip oluşturuldu. Elektrik ve elektronik yapısı belirlendi. Dönüştürücüler, algılayıcılar, kontrolörler vb. bileşenler test edildi ve kalibre edildi. Robot yazılım yapısının inşası, elektrik-elektronik ve mekanik yapılardan sonra geldi. Tezin sonunda çeşitli gerçek ortam testleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonunda robotun elle kontrolü ve bordürlere inip çıkma işlemleri gerçekleştirilirken, birçok mekanik sorunla karşı karşıya kalındığı için özerklik çalışmaları eksik kalmıştır.