MPŠ
MPŠ MP&Scaron MP&Scaron MP&Scaron Avtorji

Mednarodna
podiplomska šola
Jožefa Stefana

Jamova 39
SI-1000 Ljubljana
Slovenija

Tel: (01) 477 31 00
Faks: (01) 477 31 10
E-pošta: info@mps.si

Išči

Opis predmeta

Izbrana poglavja iz robotike

Programi:

Informacijske in komunikacijske tehnologije, 2. stopnja

Sodelavci:

prof. dr. Jadran Lenarčič

Cilji:

Cilj predmeta je posredovati temeljno znanje o mehanizmih robotskih manipulatorjev, ki obsega predvsem tematike o gibanju robotov, analizi mehanizmov in njihovem načrtovanju. Predmet obravnava kinematiko in dinamiko robotskih mehanizmov za potrebe razumevanja, vodenja in programiranja njihovega gibanja.
V prvem delu predmeta se študentje spoznajo z direktno in inverzno kinematiko, z obravnavo primerov se seznanijo s posebnostmi analitičnega in numeričnega preračunavanja kinematike serijskih mehanizmov.
V drugem delu predmet obravnava dinamiko serijskih mehanizmov in postopek izpeljave dinamičnega modela.
V nadaljevanju so predstavljeni pristopi pri načrtovanju najboljših robotskih mehanizmov glede na potrebe, ki izhajajo iz predvidenih opravil.
Na koncu predmeta se študentje spoznajo z nekonvencionalnimi robotskimi mehanizmi, kot so paralelni mehanizmi in redundantni mehanizmi.

Vsebina:

1) Uvod
V uvodnem delu predmeta se bodo študentje seznanili z vpeljevanjem robotov v industrijo in druge dejavnosti v svetu in specifično v Sloveniji, fleksibilna avtomatizacija v industriji.

2) Direktna kinematika robota
primer direktne kinematike planarnega mehanizma, izpeljava kinematičnih enačb, sistem trigonometričnih enačb, rotacijska matrika, vektorski parametri mehanizma, sinteza kinematičnih enačb za splošni serijski mehanizem.

3) Inverzna kinematika robota
primer inverzne kinematike planarnega mehanizma, problem nerealnih rešitev, problem več realnih rešitev, kinematične enačbe v Jacobijevi obliki, numerično reševanje inverzne kinematike z Newton-Raphsonovo metodo.

4) Dinamični model robota
pomen dinamičnega modela, Lagrangeove dinamične enačbe, obravnava enostavnega primera, splošni dinamični model robotskega mehanizma.

5) Načrtovanje robotskih mehanizmov obravnava matematičnih kriterijev za optimalno sintezo robotskega mehanizma, volumen in oblika delovnega prostora, kinematična prilagodljivost, manipulabilnost.

6) Paralelni roboti
primeri paralelnih robotov, posebnosti direktne in inverzne kinematike, prednosti in slabosti uporabe paralelnih robotov.


7) Redundantni roboti
primeri kinematične redundance, osnovni principi obravnave redundantnih robotov, pomen kinematične redundance pri načrtovanju in vodenju robotov, primer humanoidne manipulacije

Temeljna literatura in viri:

• J. Lenarčič, T. Bajd, Robotski mehanizmi
• J. J. Craig, Introduction to Robotics (Mechanics and Control)
• L. Sciavicco, B. Siciliano, Modelling and Control of Robot Manipulators

Izbrane reference nosilca:

• BABIČ, Mitja, VERTECHY, Rocco, BARSELLI, G., LENARČIČ, Jadran, PARENTI-CASTELLI, Vincenzo, VASSURA, G. An electronic driver for improving the open and closed loop electro-mechanical response of dielectric elastomer actuators. Mechatronics, ISSN 0957-4158. [Print ed.], 2010, vol. 20, no. 2, str. 201-212. http://dx.doi.org/10.1016/j.mechatronics.2009.11.006, doi: 10.1016/j.mechatronics.2009.11.006. [COBISS.SI-ID 23716903], [JCR, SNIP, WoS do 7. 3. 2016: št. citatov (TC): 13, čistih citatov (CI): 12, Scopus do 7. 3. 2016: št. citatov (TC): 15, čistih citatov (CI): 12]
• GAMS, Andrej, IJSPEERT, Auke Jan, SCHAAL, Stefan, LENARČIČ, Jadran. On-line learning and modulation of periodic movements with nonlinear dynamical systems. Autonomous robots, ISSN 0929-5593. [Print ed.], 2009, vol. 27, no. 1, str. 3-23. [COBISS.SI-ID 22774055], [JCR, SNIP, WoS do 15. 1. 2017: št. citatov (TC): 58, čistih citatov (CI): 50, Scopus do 22. 11. 2016: št. citatov (TC): 78, čistih citatov (CI): 56]
• BABIČ, Jan, BOKMAN, Lim, OMRČEN, Damir, LENARČIČ, Jadran, PARK, F. C. A biarticulated robotic leg for jumping movements : theory and experiments. Journal of mechanisms and robotics, ISSN 1942-4302, 2009, vol. 1, no. 1, str. 011013-1-011013-9. [COBISS.SI-ID 22098983], [JCR,SNIP, WoS do 8. 11. 2016: št. citatov (TC): 4, čistih citatov (CI): 4, Scopus do 22. 11. 2016: št. citatov (TC): 14, čistih citatov (CI): 11]
• N. Klopčar, M. Tomšič in J. Lenarčič, A kinematic model of the shoulder complex to evaluate the arm- reachable workspace. Journal of Biomechanics, 2005.
• J. Lenarčič in N. Klopčar, Positional kinematics of humanoid arms. Robotica, 2005, vol. 24, str. 105-112.
• N. Klopčar in J. Lenarčič, Bilateral and unilateral shoulder girdle kinematics during humeral elevation. Clinical biomechanics, vol. 21, suppl. 1, 2006, str. S20-S26.
• J. Lenarčič in B. Roth (Ur.), Advances in robot kinematics - Mechanisms and motion. Springer, 2006

Načini preverjanja znanja:

Seminar in ustni izpit (100%)

Obveznosti študentov:

Seminar in ustni izpit.

Zunanje povezave: