Diplomová práce se zabývá analýzou a optimalizací modulárního manipulátoru pro použití v kombinaci s mobilním robotem. V teoretické části práce jsou popsány manipulátory mobilních robotů dle jejich využití. Dále je uveden přehled dostupných modulárních pohonných jednotek včetně jejich základních parametrů. V další části práce je analyzován aktuální stav modulárního manipulátoru sestaveného z pohonných jednotek od firmy Schunk. Následně je popsán experiment pro stanovení momentové konstanty daných pohonných jednotek. Na základě výsledků experimentu je vytvořen a optimalizován model manipulátoru v programu Creo 2. Z vytvořených variant řešení je vybrána optimální varianta.

Thesis deals with the analysis and optimization of a modular manipulator that is intended to be used in combination with a mobile robot. In the theoretical part the manipulators of mobile robots are described according to their use. Further, the overview of available modular drive units is given including their basic specifications. In another part of the theses the current state of the modular manipulator consisted of the Schunk company drive units is analysed. The experiment for stating a moment constant of the mentioned drive units is than carried out. On the basis of the experiment results a model of the manipulator is created and optimized in the Creo 2 program. From all of the created variants the optimal one is selected.

Diplomová práce byla vypracována na základě zadání a požadavkového listu. Pro objasnění tématiky práce byla provedena rešerše na téma využití manipulátorů mobilních robotů. V další části rešerše byl uveden přehled modulárních pohonných jednotek od různých výrobců pro vytvoření představy o výkonových parametrech.

Vzhledem k tomu, že hodnoty momentových konstant jednotlivých pohonných jednotek jsou firmou Schunk považovány za firemní tajemství, bylo nutné navrhnout experimentální metodu pro získání těchto konstant. V přípravné fázi byl navržen princip metody. Následně bylo nutné navrhnout a vyrobit zařízení pro nastavování zátěžných krouticích momentů. Po zprovoznění měřícího pracoviště byla provedena zkušební měření za účelem optimalizace navržené experimentální metody. Z výsledků měření byly následně získány momentové konstanty pohonných jednotek PR-090-161B, PR-090-51B, PR-070-161B.

Na základě analýzy manipulátoru a znalosti momentových konstant bylo možné vytvořit varianty řešení, které jsou pro použití v kombinaci s mobilním robotem vhodnější než manipulátor v aktuálním stavu. Podstatou všech variant bylo prodloužení dosahu manipulátoru s dodržením minimální nosnosti 1 kg. Z těchto variant byla následně pomocí metody porovnání v trojúhelníku párů vybrána optimální varianta řešení.

The thesis was drawn up on the basis of an assignment and a requirement document. A research on the use of manipulators of mobile robots has been conducted to clarify the issue. Further, an overview of modular drive units from different producers was given to make up an idea of performance specifications.

Since the Schunk company regards the readouts of moment constants of the individual drive units as a company secret, it was necessary to devise an experimental method for getting these constants. At the initial stage the principle of the method was drafted. After that it was needed to draft and construct a device for setting load torque moments. After the device was put into operation a testing measurement was conducted in order to optimize the drafted experimental methods. Moment constants of PR-090-161B, PR-090-51B and PR-070-161B drive units were afterwards achieved as a result of the measurement.

On the basis of the manipulator analysis and the knowledge of constants it was possible to create variants of solutions that are more suitable for the application to mobile robots than to the manipulator at the current state. The core of all variants was reach-lengthening of the manipulator, observing the minimal lifting capacity of 1 kg. Within these variants the optimal one was selected by the means of triangle-pairs-comparison method.