Mechanical development of a mobile autonomous robot for medical applications

Abstract

A automação tem vindo a crescer no setor da saúde, mais concretamente como uma ferramenta de desinfeção, em parte devido ao aumento da pandemia COVID-19. A Active Space Technologies desenvolve robôs móveis autónomos para várias aplicações, incluindo a desinfeção. Portanto, o objetivo primário do trabalho apresentado é o desenvolvimento do chassis e estruturas mecânicas associadas de um Robô Móvel Autónomo (RMA) capaz de operar no setor da saúde, capaz de operar no setor de saúde, com dimensões e condições de operação limitadas adaptadas à atual situação pandémica. Neste projeto, foram recolhidas todas as informações relativas às tecnologias presentes nos sistemas dos robôs móveis e foi concebido um Robô Móvel Autónomo. O RMA está planeado com uma transmissão diferencial, um sistema de suspensão/tração, componentes elétricos, e um sistema de elevação. Todos estes componentes estão suportados e protegidos pelo chassis e estrutura também projetados. A estrutura é sujeita a análises estáticas, modais e de fadiga para avaliar a sua capacidade de suportar as cargas e tensões requeridas. Depois de analisar os resultados das análises da estrutura, foi possível concluir que o RMA projetado cumpre todos os requisitos inicialmente estabelecidos. Contudo, alguns estudos considerando o polímero resistente aos raios UV e um teste prático à fadiga devem ser realizados.

Automation has grown in the healthcare sector, mainly as a tool for autonomous disinfection, partly because of the rise of the COVID-19 pandemic. Active Space Technologies develops autonomous mobile robots for multiple applications, including disinfection. Therefore, the main objective of the work presented is the development of the chassis and associated mechanical structures of an Autonomous Mobile Robot (AMR) capable of operating in the healthcare sector, with limited dimensions and operational conditions adapted to the current pandemic situation. In this project, all the relevant information concerning the technologies present in mobile robot systems were collected and an Autonomous Mobile Robot was designed. The AMR is planned with a differential drive, a traction/suspension system, electric components, and a lifting mechanism. All these components are supported and protected by the chassis and frame structure also devised. The structure is subjected to static, modal and fatigue assessments to evaluate its capacity to withstand the required loads and stresses. After analysing the results of the structure assessment, it was possible to conclude that the AMR designed complies with all the requirements initially established. However, some work considering the UV resistant polymer and an experimental fatigue test should be done.