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.

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.