Faglig innhold

Dette emnet gir en introduksjon til robotteknikk slik at studenten skal ha kompetanse til å designe og implementere robotsystemer. Dette gjøres ved å presentere emner fra geometri, kinematikk, dynamikk og kontrollsystemer:

• Konfigurasjonsrom: Antall frihetsgrader, topologi, parameterisering, arbeidsrom.
• Stive legemers bevegelse: Rotasjonsmatriser, eksponensielle koordinater, homogene transformasjonsmatriser, skrueteori (screw theory, twists, wrenches).
• Forover-kinematikk: PoE-formuleringen (The product of exponentials (PoE) formula) og Denavit-Hartenberg konvensjonen.
• Hastighetskinematikk og statikk: Jakobimatriser, statikk for åpne kjeder, singulæritetsanalyse, manipulerbarhet.
• Bakover-kinematikk: Analytisk og numerisk bakover-kinematikk.
• Åpne kjeders dynamikk: Forover- og bakoverdynamikk, Euler-Lagrange og rekursiv Newton-Euler formuleringer.
• Trajektorgenerering: Bane, trajektor, tidsskalering.
• Kontrollsystemer: Bevegelse- og kraftstyring.

Læringsutbytte

Emnet skal gi kunnskap om:

• Industriroboter.
• Robotkinematikk, koordinatsystemer og Jakobimatriser.
• Robotdynamikk.
• Bevegelsesstyring og styring av kontaktkrefter.

Kurset skal gi ferdigheter i:

• Bruk av Python til å beregne posisjonen og orienteringen til robotens verktøy fra robotens leddvinkler, og vice versa.
• Programmering av robotbevegelser.

Emnet skal gi kompetanse i:

• Design og implementering av robotsystemer.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og obligatoriske lab- og teoriøvinger.

Undervisningen gis på engelsk dersom studenter som ikke behersker norsk tar emnet. Hvis undervisningen gis på engelsk gis eksamensoppgavene kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

• Teoriøvinger

Anbefalte forkunnskaper

Det anbefales at studentene i kurset har ferdigheter i Python-programmering på samme nivå som TDT4110 - Informasjonsteknologi.

Kursmateriell

K. M. Lynch and F. C. Park, Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control. Cambridge University Press. 2017.