course-details-portlet

TPK4170

Robotteknikk

Studiepoeng 7,5
Nivå Høyere grads nivå
Undervisningsstart Høst 2021
Varighet 1 semester
Undervisningsspråk Engelsk
Sted Trondheim
Vurderingsordning Mappevurdering

Om

Om emnet

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: Oppbyggning og applikasjoner.
  • 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.
  • Simulering av roboter med 3D-grafikk.

Emnet skal gi kompetanse i:

  • Design og implementering av robotsystemer.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, en obligatorisk prosjektoppgave, obligatoriske regneøvinger.

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

  • Teori- og laboratorieøvinger

Mer om vurdering

Mappevurdering gir grunnlag for sluttkarakteren i emnet. I mappen inngår skriftlig avsluttende eksamen 50 % og prosjektoppgave 50 %. Resultatet for delene angis i %-poeng, mens sensur for hele mappen (sluttkarakteren) angis med bokstavkarakter. For at emnet skal være bestått, må alle eksamensdelene vurderes til å ha et nivå som ville ha tilsvart bestått karakter.

Obligatorisk aktivitet fra tidligere semester kan godkjennes av instituttet ved gjentak av emnet dersom det ikke har vært vesentlige endringer i opplegget senere. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Dersom studenten også etter utsatt eksamen har sluttkarakteren F/ikke-bestått, må studenten gjenta hele emnet neste studieår.

Kursmateriell

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

Fagområder

  • Produksjonssystemer
  • Produksjonsteknologi
  • Produksjons- og kvalitetsteknikk - Informasjonsteknologi
  • Produksjons- og kvalitetsteknikk - produksjonssystemer
  • Teknisk kybernetikk
  • Teknologiske fag

Kontaktinformasjon

Emneansvarlig/koordinator

Ansvarlig enhet

Institutt for maskinteknikk og produksjon

Eksamen

Eksamen

Vurderingsordning: Mappevurdering
Karakter: Bokstavkarakterer

Ordinær eksamen - Høst 2021

Prosjektoppgave
Vekting 50/100
Hjemmeksamen
Vekting 50/100 Dato Utlevering 10.12.2021
Innlevering 10.12.2021 Tid Utlevering 09:00
Innlevering 13:00 Varighet 4 timer Eksamenssystem Inspera Assessment

Utsatt eksamen - Sommer 2022

Prosjektoppgave
Vekting 50/100
Hjemmeksamen
Vekting 50/100 Varighet 4 timer Eksamenssystem Inspera Assessment

Alt om eksamen ved NTNU