|
Vyučující
|
-
Schlegel Miloš, prof. Ing. CSc.
-
Jáger Arnold, Ing.
-
Švejda Martin, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
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.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Laboratorní praktika, Studium metodou řešení problémů, Přednáška
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 50 hodin za semestr
- Kontaktní výuka
- 39 hodin za semestr
- Praktická výuka [vyjádření počtem hodin]
- 26 hodin za semestr
- Příprava na dílčí test [2-10]
- 10 hodin za semestr
- Vypracování seminární práce v magisterském studijním programu [5-100]
- 40 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| prokázat základní znalosti z lineární algebry (operace s maticemi, vektory, základní vlastnosti) |
| prokázat základní znalosti z fyziky (mechanika tuhého tělesa) |
| prokázat základí znalosti z geometrie (trigonometrie) |
| Odborné dovednosti |
|---|
| vyřešit soustavy lineárních rovnic |
| vyřešit soustavy jednoduchých nelináerních rovnic |
| analyzovat vlastnosti soustavy lineárních rovnic |
| pracovat s goniometrickými funkcemi |
| řešit základní geometrické úlohy |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| bc. studium: uplatňuje při řešení problémů vhodné metody a dříve získané vědomosti a dovednosti, kromě analytického a kritického myšlení využívá i myšlení tvořivé s použitím představivosti a intuice, |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| teorie z vybraných problémových oblastí v robotice |
| reprezentace obecného prostorového pohybu v robotice |
| z řešení přímé a inverzní kinematické úlohy |
| z problematiky singulárních poloh manipulátorů a její řešení |
| z možnosti plánování pohybu robotů |
| možností reprezentací kinematiky manipulátorů (Denavit Hartenbergova úmluva) |
| Odborné dovednosti |
|---|
| v možnostech analýzy kinematického chování jednoduchých manipulátorů |
| z oblasti aplikace prostorových transformací pohybu tuhého tělesa (soustavy tuhých těles) |
| v možnostech analýzy a řešení kinematických transformací (úloh) pro manipulátory |
| v možnostech realizace jednoduchých generátorů pohybu pro roboty |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: samostatně a odpovědně se rozhodují v nových nebo měnících se souvislostech nebo v zásadně se vyvíjejícím prostředí s přihlédnutím k širším společenským důsledkům jejich rozhodování, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Řešení problémů, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Samostatná práce studentů, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Řešení problémů, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Kombinovaná zkouška, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Seminární práce, |
|
Doporučená literatura
|
-
Khalil, W.; Dombre, E. Modeling, identification & control of robots. London ; Kogan Page Science, 2002. ISBN 1-903996-66-X.
-
Preumont, André. Vibration control of active structures : an introduction. Dordrecht : Kluwer Academic Publishers, 2002. ISBN 1-4020-0496-6.
-
Sciavicco, Lorenzo; Siciliano, Bruno. Modelling and control of robot manipulators. London : Springer, 2005. ISBN 1-85233-221-2.
|