Robotika

Vztahy:

Předmět A3B33ROB nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět AE3B33ROB (vztah je symetrický)

Předmět A3B33ROB nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět B3B33ROB (vztah je symetrický)

Předmět A3B33ROB může být splněn v zastoupení předmětem AE3B33ROB

Předmět A3B33ROB nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět AE3B33ROB (vztah je symetrický)

Předmět A3B33ROB nesmí být zapsán, je-li v témže semestru zapsán anebo již dříve absolvován předmět B3B33ROB (vztah je symetrický)

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra kybernetiky

Anotace:

Robotika je integrující disciplína navrhující a používající stroje s velkou mírou flexibility a autonomie. Předmět je úvodem do disciplíny. Jednak velmi stručně uvede širší kontext robotiky, a potom podrobně naučí studenty kinematice a statice robotů.

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/AD3B33ROB

Výsledek studentské ankety předmětu je zde: http://www.fel.cvut.cz/anketa/aktualni/courses/A3B33ROB

Požadavky:

Dodání všech domácích úkolů, dodání závěrečné zprávy o praktických cvičení, předvedení funkce praktických cvičení.

Více na:

http://cw.felk.cvut.cz/doku.php/courses/ae3b33rob/start

Osnova přednášek:

1. Robotika, průmyslový robot a oblast jeho použití.

2. Geometrie robotů, terminologie, počet stupňů volnosti (DOF), struktura manipulátorů.

3. Souřadné systémy, transformace souřadnic.

4. Kinematika sériového a paralelního robotu, kloubové a kartézské souřadnice, přímá a inverzní kinematická úloha.

5. Reprezentace rotace a posuvného pohybu v prostoru.

6. Denavitova-Hartenbergova notace.

7. Inverzní kinematická úloha a její řešení pro 6 DOF robot se sférickým kloubem.

8. Diferenciální kinematika, Jakobiho matice manipulátoru.

9. Statika robotu.

10. Singulární stavy robotu.

11. Přesnost a opakovatelnost robotu.

12. Pohony robotů, senzory robotů.

13. Analýza úlohy a výběr nejlepšího řešení pomocí robotu.

14.Popis a kalibrace systému se složitou geometrií.

Osnova cvičení:

Zhruba polovina cvičení je věnována samostatnému řešení přímé a inverzní kinematické úlohy pro několik robotů, od jednodušších po robota se šest stupni volnosti. Práce studenti odevzdávají do automatického systému, přičemž dostávají zpětnou vazbu o numerické správnosti řešení.

Druhá polovina cvičení probíhá formou otevřených laboratoří na školních robotech, studenti řeší ve dvojicích samostatně složitější úlohy. Zadaná úloha (jiná každý semestr) obsahuje jako základní prvek vyřešení inverzní kinematické úlohy pro konkrétního robotu a její použití při konkrétní aplikaci, např. vrtání robotem. Po zadání studenti píší úvodní specifikaci, přesvědčí asistenty o správnosti svého návrhu řešení, úlohu za pomoci konzultací s asistenty vyřeší, realizují praktické experimenty, napíší zprávu popisující řešení a před asistenty obhájí.

1. Seznámení s laboratorními úlohami, MATLAB, a-test.

2. Oprava a-testu, MATLAB.

Domácí úloha 1: Převody mezi kartézskými, cylindrickými a sférickými souřadnicemi.

3. Přepočet souřadnic při přechodu mezi souřadnými systémy.

Domácí úloha 2: Transformace kartézských souřadnic.

4. Test 1: Transformace kartézských souřadnic.

Domácí úloha 3: Zadání úlohy na reálném robotu.

5. Domácí úloha 4: Přímá a inverzní kinematická úloha planárního manipulátoru.

6. Popis prostorového manipulátoru v Denavitově-Hartenbergově notaci.

Domácí úloha 5: Převody mezi Eulerovými úhly a maticí rotace.

7. Test 2: Denavitova-Hartenbergova notace, řešení DKT a IKT prostorového manipulátoru se 3 stupni volnosti.

Domácí úloha 6: DKT a IKT prostorového manipulátoru se 3 stupni volnosti.

8. Řešení DKT a IKT prostorového manipulátoru se 6 stupni volnosti.

Domácí úloha 7: DKT a IKT prostorového manipulátoru se 6 stupni volnosti.

9. Řešení úlohy 3 na reálném robotu formou otevřené laboratoře.

10. Řešení úlohy 3 na reálném robotu formou otevřené laboratoře.

11. Řešení úlohy 3 na reálném robotu formou otevřené laboratoře.

12. Řešení úlohy 3 na reálném robotu formou otevřené laboratoře.

13. Řešení úlohy 3 na reálném robotu formou otevřené laboratoře.

14. Řešení úlohy 3 na reálném robotu formou otevřené laboratoře.

Cíle studia:

Cílem předmětu je seznámit studenty s průmyslovými roboty a

manipulátory, jejich konstrukcí, kinematikou, statikou a řízením. Předmět koncipován pro odborníky, kteří mají být schopni robota řídit, navrhnout jeho elektroniku a konzultovat kinematické řešení. Důraz je kladen na schopnost implementovat geometrický popis robotu v

programovacím jazyku.

Studijní materiály:

[1] Asada, H., Slotine, J. E.: Robot Analysis and Control. New York: John Wiley and Son, 1986

[2] McKerrow, P.: Introduction to Robotics. Massachusetts: Addison-Wesley, Reading, 1991

[3] Talácko, J., Matička, R.: Konstrukce průmyslových robotů a manipulátorů. Praha, ČVUT, 1995

[4] Valášek, M.: Mechatronika. Praha, ČVUT, 1996

[5] Havel, I.M.: Robotika. Praha, SNTL, 1980

Poznámka:

Rozsah výuky v kombinované formě studia: 14p+6c

Další informace:

http://cw.felk.cvut.cz/doku.php/courses/a3b33rob/start

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: