Kinematika in dinamika robotov

Visokošolski učitelji: Munih Marko
Število kreditnih točk: 6
Semester izvajanja: zimski
Koda predmeta: 64232



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 (absolutni, inkrementalni interpolator, superpozicija z osnovnimi funkcijami, dinamični primitivi gibanja, metode AI za določitev parametrov). Lagrangeova dinamika togega manipulatorja (izračun, 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:

Po uspešno opravljenem modulu naj bi bili študenti zmožni:

  • opisati teoretične osnove diferencialne kinematike, statike, Lagrange in Newton-Euler dinamike,
  • razviti zmerno kompleksne dinamične modele mehanizmov samostojno in bolj kompleksne s pomočjo ustreznih računalniških orodij,
  • definirati robotske trajektorije na klasičen način ter razumeti zapise trajektorij z dinamičnimi primitivi gibanja,
  • uporabiti relacije diferencialne kinematike, statike in dinamike v robotiki, robotskem vidu, navideznih okoljih,
  • izvesti simulacije diferencialne kinematike, statike in dinamike,
  • preveriti medsebojen vpliv veličin na realnih mehanizmih v laboratoriju,
  • pojasniti medsebojni vpliv diferencialne kinematike, statike in dinamike.

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

  1. M. Munih: Diferencialna kinematika, statika in generiranje trajektorije, Založba FE in FRI, 2005.
  2. L. Sciavico, B. Siciliano: Modeling and Control of Robot Manipulators, The McGraw – Hill Companies, Inc., New York, 2000.
  3. H. Choset, K. M. Lynch, S. Hutchinson, G. Kantor, W. Burgard, L. E. Kavraki, S. Thrun: Principles of robot motion, MIT Press, 2005.
  4. K. M. Lynch, F.C. Park: Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control, Cambridge University Press, 2017.
  5. A. Ijspeert, J. Nakanishi, H. Hoffmann, P. Pastor, S. Schaal (2013) Dynamical movement primitives: Learning attractor models for motor primitives, Neural Computation 25(2).



Študiji na katerih se predmet izvaja

  • 1 letnik - 2. stopnja - Elektrotehnika - Robotika