Detail předmětu

Robotika a manipulátory

FEKT-BPC-RBMAk. rok: 2023/2024

Historie, současnost, trendy a budoucnost v robotice.
Přehled průmyslových robotů, kinematické koncepce, důležité parametry.
Kinematika průmyslových robotů, úlohy kinematiky.
Homogenní transformace a její použití.
Manipulátor prakticky - portfolio firmy (typy a velikosti robotů), popis programovacího jazyka, ukázka způsobu programování.
Snímače v robotice - mobilní, stacionární.
Pohony v robotice - elektrické motory, netradiční pohony.
Mobilní roboty - kinematika
Řízení robotů po trajektorii
Sebelokalizace robotů
Teleprezenční řízení robotických systémů

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

Ing. František Burian, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav automatizace a měřicí techniky (UAMT)

Vstupní znalosti

Absolvování kurzu BPC-MOD nebo kurzu s podobnou náplní.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Struktura bodového hodnocení je následovná:

* 30b - samostatná práce studentů na cvičeních (projekty, domácí úkoly)
* 50b - písemná část zkoušky
* 20b - nepovinná ústní část zkoušky

Pro získání zápočtu je nutné splnit:

* Přítomnost na počítačových cvičeních (povolena 1 absence)
* Přítomnost na dvou předem daných přednáškách

Pro uznání zkoušky:

* Min 10b z písemné části zkoušky
* Min 10b ze samostatných prací studentů získaných během semestru
Povinná účast na dvou předem stanovených přednáškác, které budou stanoveny na první přednášce garantem předmětu, povinná účast na cvičeních.

Učební cíle

Cílem předmětu je vybavit posluchače základními znalostmi z oblasti praktické, převážně průmyslové robotiky. V předmětu budou posluchači seznámeni se základními konstrukčními prvky stacionárních i mobilních robotů, manipulátory, vnitřními a vnějšími čidly robotů, řídicími systémy, způsoby programování a využitím robotů v praxi.
Úspěšný absolvent předmětu by měl být schopen:
- popsat základy konstrukce stacionárníchi mobilních robotů,
- aktivně využívat homogenní transformace
- řešit úlohy přímé kinematiky průmyslových manipulátorů
- programovat základní funkce průmyslových manipulátorů

Základní literatura

JELÍNEK, A. a CHROMÝ, A. Vybrané partie z Robotiky: elektronická skripta. Brno, 2015. (CS)
ŠOLC, F. a ŽALUD L.. Základy Robotiky: elektronická skripta. Brno, 2002. (CS)

Doporučená literatura

SNYDER, Wesley E. Industrial robots: computer interfacing and control. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, c1985. ISBN 01-346-3159-5. (EN)
SPONG, Mark W. a M. VIDYASAGAR. Robot dynamics and control. New York: Wiley. ISBN 978-0-471-61243-8. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-AMT bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný
  • Program BIT bakalářský 2 ročník, zimní semestr, volitelný

  • Program IT-BC-3 bakalářský

    obor BIT , 2 ročník, zimní semestr, volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. František Burian, Ph.D.

Osnova

1. Průmyslové roboty. Přehled. Stacionární versus mobilní robotika. Přehled manipulátorů, Kinematické koncepce, důležité parametry.
2. Homogenní transformace a její použití.
3. Úlohy kinematiky, Přímá a inverzní. Jakobián.
4. Manipulátory - Řízení a programování průmyslových robotů.
5. Manipulátory prakticky - portfolio firmy (typy a velikosti robotů), popis programovacího jazyka, ukázka způsobu programování.
6. Bezpečnost manipulátorů, způsoby jejího zajištění v rámci robotické buňky
7. Pohony v robotice - elektrické motory, krokové motory, BLDC motory. Momentová rovnice. Řízení pohonů.
8. Senzory v robotice - vnitřní i vnější, senzory pro sledování trajektorie
9. Mobilní robotika, analýza kinematiky podvozku mobilních robotů způsobem obdobným jako u stacionárních robotů.
10. Podvozky diferenciální, bicycle, ackermanův s předním a zadním náhonem a všesměrový - popis kinematiky a vliv na řízení.
11. Zpětnovazební řízení robotu po trajektorii, kinematika snímače trajektorie, vliv důležitých parametrů kinematiky na regulátor
12. Sebelokalizace mobilních robotů, dead reckoning, INS, GNSS
13. Virtuální teleprezence, Robotika v současnosti, trendy současné robotiky.

Cvičení na počítači

8 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. František Burian, Ph.D.

Osnova

1. Homogenní transformace. Přímá úloha kinematiky.
2. Denavit-Hartenbergova úmluva. Přímá úloha kinematiky.
3. Jakobián. Inverzní úloha kinematiky.
4. Podvozky mobilních robotů, jejich vlastnosti, kinematika, odometrie.