1109145216

Wstęp do Robotyki

(Zakres materiału na egzamin)

1. Podstawowe pojęcia z dziedziny robotyki: krótka historia robotyki, działy robotyki, definicja robota. Elementy składowe systemu robotycznego:

• efektory (np. układ lokomocji, ramię manipulatora, itp.)

• czujniki

• układ sterowania komputerowego

Rodzaje robotów i ich charakterystyka oraz zastosowania: roboty mobilne (kołowe, gąsienicowe, kroczące, pływające, latające), roboty manipulacyjne; roboty przemysłowe, usługowe, roboty specjalne.

2. Budowa i programowanie robotów modułowych - zestawy Lego NXT Mindstorms: budowa i funkcje mikrosterownika NXT, silniki i czujniki. Budowa i funkcje środowiska NBC/NXC do programowania robotów.

3. Opis położenia i orientacji:

• Podstawowe pojęcia matematyczne: iloczyn skalarny i wektorowy wektorów, układ współrzędnych ortokartezjańskich, wektor przesunięcia, macierz rotacji (obrotu) - własności macierzy obrotu, składanie obrotów.

• Wybrane reprezentacje położenia i orientacji: współrzędne kartezjańskie, obroty wokół osi układu bieżącego - kąty Eulera, obroty wokół osi układu ustalonego, np. kąty kołysanie-kiwanie-myszkowanie, reprezentacja obrotu „oś-kąt".

• Macierz przekształcenia jednorodnego - własności, interpretacja.

4. Zagadnienia kinematyki manipulatorów.

• Więzy holonomiczne i nieholonomiczne. Kinematyka układu holnomicznego.

• Struktury geometryczne manipulatorów robotów.

• Kinematyka manipulatorów z otwartymi łańcuchami kinematycznymi- proste zadanie kinematyki.

5. Pojęcie jakobianu w robotyce. Jakobian analityczny i geometryczny manipulatora. Odwrotne zadanie kinematyki manipulatora.

6. Układy lokomocji robotów.

• Zagadnienia związane z lokomocją: stabilność, charakterystyka kontaktu, rodzaj środowiska.

• Roboty (maszyny) kroczące (skaczące, dwunożne, cztero-, sześcio-, ośmionożne). Rodzaje chodów i ich opis. Zalety i wady maszyn kroczących.

• Roboty kołowe. Cechy robotów kołowych. Rodzaje kół i ich charakterystyka. Więzy (ograniczenia) ruchu pojedynczego koła. Więzy ruchu - holonomiczne i nieholonomiczne.

7. Podstawowe rodzaje baz jezdnych kołowych robotów mobilnych i ich charakterystyka. Napęd różnicowy, trójkołowy, synchroniczny, wielokierunkowy, Ackermana.

• Pojęcia mobilności i sterowności i manewrowości robotów kołowych.

• Roboty kołowe niezdegenerowane - warunki.

• Opis i klasyfikacja robotów kołowych - typy robotów trójkołowych.