Mehanika robota
ID: 0007nosilac predmeta: Lazarević P. Mihailo
nivo studija: master akademske studije
ESPB: 6
oblik završnog ispita: usmeni
katedra: mehanika
cilj
Upoznavanje studenata sa osnovnim pojmovima kinematike i dinamike robotskih sistema.Omogućeno je rešavanje direktnog i inverznog zadatka kinematike i dinamike robotskog sistema (RS) primenom savremene teorije Rodrigove matrica transformacije i teorije konačnih rotacija.Određivanje (simulacionih) modela RS-diferencijalnih jednačina kretanja RS koja su značajna u praktičnim problemima RS.Praktične simulacije RS u Cyberbotics Webots softverskom paketu, kao i rad studenata sa laboratorijskim robotom NEUROARM.ishod
Pohađanjem predmeta student stiče sposobnost analize problema i sinteze rešenja problema kinematike i dinamike robotskih sistema uz upotrebu naučnih metoda i postupaka kao i računarske tehnike i opreme. Time mu je omogućeno primenjivanje rešenja u praktičnim problemima robotskih sistema kao i praćenje i primeni novina u razvoju novih robotskih sistema.sadržaj teorijske nastave
Osnovni pojmovi,definicija robotskog sistema(RS).Ortogonalne transformacije koordinata.Rodrigov obrazac i matrica transformacije(MT), Proizvoljna i referentna konfiguracija RS.Složena MT koordinata.Vektori položaja koji definišu konfiguraciju RS, unutrašnje i spoljašnje koordinate RS. Brzina i ubrzanje centra inercije robotskog segmenta (RSE).Ugaona brzina i ugaono ubrzanje proizvoljnog RSE. Brzina vrha hvataljke RS. Direktan i inverzan zadatak kinematike robota-singularni slučajevi. Veze RS. Količina kretanja, kinetički moment, kinetička energija proiz. segmenta RS. Kinetička energija i metrički tenzor RS.Generalisane sile i princip idealnosti RS- različiti slučajevi. Diferencijalne jednačine(DIFJ)kretanja RS.DIFJ kretanja RS u kovarijantnom obliku.Drugi postupci formiranja DIFJ kretanja RS.DIFJ kretanja RS koji je dat u obliku kinematičkog lanca sa strukturom topološkog drveta;DIFJ kretanja RS koji je dat u obliku zatvorenog kinematičkog lanca. Dopunske jednačine veza.Vezano kretanje robotske hvataljke. Jednačine kretanja RS sa Langraževim množiteljima. Redundantni RS.Osnovni pojmovi upravljanja RS.sadržaj praktične nastave
Primeri određivanja broja stepeni slobode kretanja RS;Izračunavanje matrice transformacije(MT)-slučajevi Ojlerovih uglova, Hamilton-Rodrigovih parametara;Određivanje kinematičkih karakteristika robotskog segmenta (RSE): ugaona brzina i ugaono ubrzanje RSE, brzina i ubrzanje uočene tačke RSE-slučajevi Rezalovih i Ojlerovih uglova. Primena Rodrigove matrice transformacije, određivanje vektora položaja koji određuju konfiguraciju RS u MATLAB okruženju. Kinematičke karakteristike i-tog RSE. Rešavanje direktnog i inverznog zadatka kinematike RS. Određivanje (planarnog) tenzora inercije RSE,RS. Određivanje količine i momenta količine kretanja ,kinetičke energije, koeficijenata metričkog tenzora RS,generalisanih sila, Kristofelovi simbola prve vrste. Rešavanje direktnog i inverznog zadatka dinamike RS. Primeri simulacije DIFJ RS u MATLAB-u-GUI, MATEMATICI, primer jednog redundantnog RS. Primer simulacije RS u Cyberbotics Webots paketu. Primer upravljanja RS-laboratorijskog robota NeuroArm sa 7 stepeni slobode u MATLAB okruženju.
resursi
1) Čović V., Lazarević M., Mehanika robota,MF Beograd,2009,(knjiga)2) Lazarević M., Zbirka zadataka iz mehanike robota, MF Beograd,2006) (ZZD)
3) Wittenburg J.,Dynamics of Systems of Rigid Bodies,Teubner,Stuttgart,1977) (KSJ)
4) Craig J.,Introduction to robotics,Mechanics and Control,Addison-Wesley, 1989)
5) Pisani izvodi sa predavanja (Handouts)
6) Cyberbotics Webots - softverski paket,
7) NeuroArm-laboratorijski robot sa 7 stepeni slobode
8) Matlab,Mathematica-softverski paketi
fond časova
ukupan fond časova: 75aktivna nastava (teorijska)
novo gradivo: 20razrada i primeri (rekapitulacija): 10
aktivna nastava (praktična)
auditorne vežbe: 10laboratorijske vežbe: 6
računski zadaci: 5
seminarski rad: 0
projekat: 6
konsultacije: 3
diskusija/radionica: 0
studijski istraživački rad: 0
provera znanja
pregled i ocena računskih zadataka: 0pregled i ocena laboratorijskih izveštaja: 0
pregled i ocena seminarskih radova: 0
pregled i ocena projekta: 4
kolokvijum sa ocenjivanjem: 6
test sa ocenjivanjem: 0
završni ispit: 5
provera znanja (ukupno 100 poena)
aktivnost u toku predavanja: 0test/kolokvijum: 40
laboratorijska vežbanja: 0
računski zadaci: 0
seminarski rad: 0
projekat: 20
završni ispit: 40
uslov za izlazak na ispit (potreban broj poena): 30
literatura
1) Bruno Siciliano, Oussama Khatib, Springer Handbook of Robotics,Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008)2) Thomas R. Kurfess.,Robotics and automation handbook,CRC Press LLC, Boca Raton, Florida,2005
3) Ahmed A. Shabana, Dynamics of Multibody Systems,Cambridge University Press The Edinburgh Building, Cambridge , UK,2005)
4) M.W. Spong, M. Vidyasagar: Robot Dynamics and Control (Wiley, New York 1989)
5) R. Paul: Robot Manipulators: Mathematics, Programming and Control (MIT Press, Cambridge 1982)
Preuzeto sa www.mas.bg.ac.rs
