Předmět Úvod do robotiky a mechatroniky (KKY / URM)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KKY / URM - Úvod do robotiky a mechatroniky, Fakulta aplikovaných věd, Západočeská univerzita v Plzni (ZČU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Část robotika:1. Úvod do problematiky robotů (robotika jako vědní disciplína, její základy, historie do současnosti). Architektura a základní terminologie robotiky (pojem otevřený/uzavřený kinematický řetězec, koncový efektor, klouby, konfigurační a operační prostor, počet stupňů volnosti, redundance, singularity, základní typy aktuátorů). Požadavky na roboty (pracovní prostory, přesnost, opakovatelnost, požadavky na rychlosti, zrychlení a síly robotu).2. Souřadné systémy. Základní transformace mezi souřadnými systémy (elementární transformace - rotace, translace a jejich skládání). Transformace vektorů.3. Přímý geometrický model sériových a paralelních robotů (umístění koncového efektoru robotu jako funkce kloubových proměnných). Řešitelnost úlohy a metody řešení. Zpětný geometrický model sériových a paralelních robotů (poloha kloubových proměných robotu jako funkce umístění koncového efektoru). Řešitelnost úlohy a metody řešení.4. Přímý kinematický model sériových a paralelních robotů (rychlosti koncového efektoru robotu jako funkce rychlosti kloubových proměnných robotu). Jacobiho matice.Zpětný kinematický model sériových a paralelních robotů (rychlosti kloubových proměnných robotu jako funkce rychlosti koncového efektoru robotu). Jacobiho matice. Rychlostní a silové závislosti v robotu. Dualita rychlostí a sil. Singulární polohy, analýza a problémy při řízení robotů.5. Pracovní prostor robotu, dynamický model robotu (Euler-Lagrangeova a Newtonova-Eulerova metoda).6. Řízení pohybu robotu a plánování trajektorie. Pohyb robotu z bodu do bodu s ohledem na požadovaný tvar trajektorie. Omezení pohybu robotu na maximální rychlost, zrychlení, případně derivaci zrychlení, metody řešení.Část mechatronika:7. Úvod do mechatroniky (mechatronika jako vědní disciplína, její základy, historie do současnosti).8. Vybrané pojmy z kmitání pružných těles (pohybové rovnice diskrétních soustav, modální analýza, spojité soustavy).9. Dynamika elektrických obvodů (kondenzátor, induktor, napěťový a proudový zdroj, Kirchhofovy zákony, Hamiltonův princip a Lagrangeovy rovnice pro elektrické obvody).10. Piezoelektrické materiály a aktivní elektromechanické soustavy (matematický popis piezoelektrických soustav, piezoelektrické kompozity, aktivní a pasivní tlumení s piezoelektrickými prvky).11. Potlačení vynucených kmitů aktivním řízením (pasivní odstínění, "sky-hook" tlumič)12. Stavový přístup k aktivnímu tlumení vibrací (metoda přiřazení pólů, LQ regulátor, aktivní tlumení vibrací vetknutého nosníku).13. Diskuze.

Získané způsobilosti

Po absolvování předmětu budou studenti schopni samostatně aplikovat teoretické základy robotiky a mechatroniky při návrhu jednoduchých manipulátorů, robotů a mechatronických systémů. Konkrétně budou schopni:- porozumět základním teoretickým poznatkům robotiky a mechatroniky- provádět analýzu a syntézu robotických a mechatronických systémů;- aplikovat základní metody řízení pohybu robotů a plánování trajektorie;- navrhovat zpětnovazební a kompenzační řízení pro potlačení vibrací pružných soustav.

Literatura

Khalil, W.; Dombre, E. Modeling, identification & control of robots. London ; Kogan Page Science, 2002. ISBN 1-903996-66-X.Sciavicco, Lorenzo; Siciliano, Bruno. Modelling and control of robot manipulators. London : Springer, 2005. ISBN 1-85233-221-2.Preumont, André. Vibration control of active structures : an introduction. Dordrecht : Kluwer Academic Publishers, 2002. ISBN 1-4020-0496-6.

Požadavky

Pro získání zápočtu se vyžaduje složení kontrolního testu a vypracování semestrální práce.Pro složení závěrečné zkoušky se vyžaduje porozumění a aktivní zvládnutí témat kurzu.

Garant

Ing. Martin Švejda

Vyučující

Ing. Martin ŠvejdaIng. Arnold JágerIng. Martin Švejda