Kinematika in dinamika robotov

Visokošolski učitelji: Munih Marko

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

Vpis v letnik študija.

Vsebina:

Homogone transformacije diferencialnih premikov (odvod transformacije, diferencialna translacija in rotacija, transformacija diferencialnih premikov med koordinatnimi sistemi); Jacobijeva matrika za manipulator (izračun, geometrijska in analitična, inverzna, singularnost, redundantnost, psevdoinverzna J matrika); Statika (ekvivalentni momenti sklepa, transformacija sil in momentov, dualnost kinematike in statike, togost); Generiranje trajektorije (interpolacije, absolutni, inkrementalni interpolator, kubični polinom in polinomi višjega reda, linearni segmenti s paraboličnimi nastavki, vmesne točke, trajektorija podana v zunanjih koordinatah). Lagrangeova dinamika togega manipulatorja (izračun kinetične in potencialne energije, enačba gibanja); Pomembne lastnosti dinamičnega modela (poševno simetrična matrika N, linearnost, zapis v zunanjih koordinatah); Newton-Euler dinamika (izpeljava ravnotežnih enačb, izračun kinematičnih veličin); Primeri.

Cilji in kompetence:

1. Spoznati teoretične osnove diferencialne kinematike, statike, Lagrange in Newton-Euler dinamike.
2. Preveriti medsebojen vpliv veličin z omenjenih področij na realnih mehanizmih v laboratoriju.
3. Dolgoročno: razumevanje podanih relacij in njihova uporaba

Predvideni študijski rezultati:

• Samostojnost pri uporabi relacij diferencialne kinematike in statike. Sposobnost zapisa preprostejših sistemov samostojno ter bolj kompleksnih sistemov gibanja s pomočjo ustreznih računalniških orodij.
• Uporaba relacij diferencialne kinematike, statike in dinamike v robotiki, robotskem vidu, navideznih okoljih.
• Izbira ustreznega zapisa, modela in opisa pri reševanju zadanega praktičnega problema.
• Uporaba pridobljenega znanja znotraj drugih elektro in tudi drugih področjih tehnike. Uporaba na področjih računalniške grafike, navidezne resničnosti, multimedije, tudi npr. rehabilitacijska robotika.
• Reševanje konkretnega primera, sodelovanje v delovni skupini.

Metode poučevanja in učenja:

Predavanja, laboratorijsko delo v manjših skupinah. Praktične vaje potekajo na večjem številu sodobnih industrijskih in drugih robotov. Študenti imajo na voljo skripta z zgoščeno vsebino predmeta. Vabljeni so gostujoči predavatelji iz slovenske industrije.

Gradiva

Temeljni literatura in viri:

1. M. Munih: Diferencialna kinematika, statika in generiranje trajektorije, Založba FE in FRI, 2005.
2. M. Munih: Dinamika in vodenje robotov, Založba FE in FRI, 2005.
3. L. Sciavico, B. Siciliano: Modeling and Control of Robot Manipulators, The McGraw – Hill Companies, Inc., New York, 2000.
4. L. Sciavico: Modeling and Control of Robot Manipulators: Solutions Manual, The McGraw – Hill Companies, Inc., New York, 1995.
5. H. Choset, K. M. Lynch, S. Hutchinson, G. Kantor, W. Burgard, L. E. Kavraki, S. Thrun: Principles of robot motion, MIT Press, 2005.