Il corso si propone di fornire le conoscenze di base per lo studio di sistemi meccanici e la modellazione e controllo di sistemi robotici.
The student who completes the course successfully will be able to demonstrate his/her capability of solving problems using tools developed for the analysis of mechanical and advance kinematic systems, with particular reference to machines and robots; his/her practical ability in designing and integrating a robotic-mechatronic system; his/her theoretical and practical knowledge of algorithms and architectures that integrates Human-Robot interaction
Progetto e prova orale
During the oral examination, the student should be able to demonstrate his/her knowledge on the subject, through the solution of proposed exercises. A project on the robot analysis and simulation for a given case is requested for the evaluation of comprehension of robotics concepts.
Methods:
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Advised
Teaching methods:
-Cinematica del punto, cinematica del corpo rigido
- Diagramma del corpo libero, statica e condizioni di equilibrio
- Momenti di inerzia, energia cinetica del corpo rigido
- Equazioni della dinamica, I e II cardinale, dinamica del corpo rigido
- Modellazione dei sistemi con attrito
- Dinamica dei sistemi, modi propri ed oscillazioni libere
- Introduzione alla robotica, robots seriali e paralleli, formula della mobilità
- Introduzione alle matrici di rotazione/matrici omogenee, convezione di Denavit Hattenberg
- Cinematica diretta, cinematica inversa
- Pianificazione di traiettoria, rappresentazione in coordinate omogenee
- Cinematica differenziale, statica, dualità cineto-statica, ellissoidi di manipolabilità e forza
- Introduzione al robotic toolbox
- La ridondanza cinematica e l'inversione del movimento nei robots seriali
- Dinamica dei manipolatori
- Controllo centralizzato, controllo ai giunti, controlli di posizione/velocità/forza, condizioni di stabilità
- Introduzione a ROS; esercitazione in ROS per il controllo di turtlebots
- Cenni di pianificazione di traiettoria e controllo di veicoli mobili, il caso dei veicoli con ruote, il caso del drone
This course is organized in two sections. The first part aims at providing the students with the basic concepts needed for the modeling and analysis of multibody mechanical systems, with elements of kinematics, statics and dynamics. The second part introduces mathematical concepts on kinematics, dynamic and controls of robots, and practical sessions where exercises and problems are solved using the introduced concepts. In the second part an overview of haptic interfaces and issues in human-robot interaction for the design and control of human robot interfaces are analyzed.
Bibliography will be indicated during the lectures.