robotika roboti
DESCRIPTION
Robotika RobotiTRANSCRIPT
-
1UVOD U ROBOTIKU
faze revolucionarnih promjena - periodi ubrzanog razvoja i relativne stagnacije
industrijska revolucija - 1733. godine - mehanizovani razboja za tkanje
1769. godine - parna maina
atomska energija
tranzistor elektronika
???????????????kih i komunikacionih sistema - protoka informacija
visoka automatizacija u industriji ???jek nadgleda proizvodnju
nova tehnoloka revolucija - era post-industrijskog drutva
fleksibilna automatizacija
robot - ?????a fantastika
vizije iz oblasti n????????????????
?????????????????????????????????????????
grane nauke na kojima se robotika zasniva:
2
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
tzv. ???????????????????????????????????????????????????????????????
Zato roboti?
??????????????????????
nuklearna tehnologija
radioaktivni materijali radijacija - ???????????????????????
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????
upravljalo na osnovu televizijske slike snimljene kamerom postavljenom na
pri ispitivanju podvodnog svij?????????????????????
pri svemirskim istraivanjima
Mobilni (pokretni) manipulator
-
3industrijska primjena
??????????????????????????????????????????????????- ???????????????????
?ovjek zamenjen na jednostavnim poslovima
???????????????????????????????????dijelova, a kasnije i opsluivanje maina
robotizovane fabrike - ?? fabrike bez ljudi ??
4
pogodnost robotskih sistema u industriji predstavlja njihova prilagodljivost-fleksibilnost
fleksibilnih proizvodnih sistema - ????????????????????????????????promjenu ????????????????????????????????????????????
Robotski sistemi - u medicini
proteze i ortoze
Proteze - ?????????????????????????????????dijelove tijela
Ortoza pokre???dio tijela koji postoji ali zbog bolesti ili povrede ne moe sam ?????????????
Proteza ruke i proteza ake
???????????upravljanje
industrijski roboti - o????????????????????????????????????????????????
medicinski roboti ????? se ???????????????????jekove volje
Ortoza ruke
-
5primjena robotskih sistema u transportu
transport po ravnom i transporta po veoma nepravilnom terenu
Prototip etononog transportnog vozila
??????????????????????????
????????????????????????????????????????????????????-?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
roboti)
6
???????????????? roboti - ?????????????????????????????????????????????????sposobnostima
????????? - roboti - ??????i ??????????????????jeku, osloboditi ga svih tekih i nezanimljivi???????????????????????????????????????????????????????
????????? - roboti - ???????????????????????????j????????????????????????????krene putem negativne evolucije i degeneracije
-
7????????????????????????????
???jekov straha od maine
???????ka inteligencija
sposobnost robota da rj??????????????????????? situacij, da prikuplja informacije o spoljanjem prostoru i da na osnovu toga donosi odluke o
?????????????????????????????????????
ROBOTI - poslovi - sloene poslove koji zahtjev????????????????????dljivost, ali ipak stepen nepredvidljivosti nije velik
???????- poslovi - sadre visok stepen nepredvidljivost, zahtjevaju kreativnost i osj????????
Pojam i naziv robota
?????????????? - robot - "????????????????????????????????????????????????????????????????????????jeku"
RIA (Robotic Industries Association) - industrijski robotot
" Industrial robot is a reprogrammable, multifuncional manipulator designed to move material, parts, tools, or special devices through variable programmed
motions for the performance of a variety of tasks".
8
"Industrijski robot je viefunkcionalni manipulator koji se moe reprogramirati i ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
?????????????????????????????????????????????????????????ataka".
????????????? - roboti -????????????????????????????????????? - ???????????"robota" = prisilni rad
ROBOT =
= automat
= ?????????????????????????????????????????????????????????? =??????????upravljane maine
= ????????????????????????
Iz danan????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
manipulator - preuzeta ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
????????e upravljane maine - pr????????????????????????????????????????upravljao manipulatorom i posj?????????????????????????????????jene prog-
rama
????????????????????????
????? nezamenljiv
kretanje po tvrdoj podlozi - brzo kretanje po podlozi koja nema mnogo neravnina i prepreka
kretanje po neravnom terenu
????????????????????????????????????????????????
teren izuzetno nepravilan i sa mnotvom prepreka
terensko vozilo koje bi se kretalo nogama - ??????????????o?????????????????????????????????????????????????????????
-
9?????????vozilo ne moe se kretati brzo
?????????????????????????????????????????????????????????????
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
??????????????????????????????????
Dvonone i vienone maine
broj nogu ???
??????????????????????????????????????????????
problemi upravljanja - koordinisani rad nogu
dvonone?????????????e, estonone i osmonone maine
???????ko dvonono hodanje bipedi
imitiranju ?????kov hod
SPORO KRETANJE - dve faze hoda???????????????????????????????
pitanje stabilnosti - "prebacuje teinu sa jedne noge na drugu"
???????????abilnost u svakom trenutku hoda
???????????????????????????????????????
Pri normalnom hodu poloaji tijela su takvi da ?????k ne bi imao ravnoteu ako bismo ga u tom poloaju zaustavili - sruio bi se
???????????????????? - u???????????????????????
problem vrlo brzog hoda trka
????????????????????????????
10
a) b) c) d)
Shema estononog hoda
Upravljanje i koordinacija rada nogu
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
posebno izbegavanje prepreka
????????????????????????????????????????????????????????????????????nipulatora
-
11
automa????????????????????????? kod dvonone ortoze
RAZVOJ ROBOTSKIH SISTEMA
industrijski manipulacioni roboti
roboti u medicini
???????????????????? vozila?????????????????????????????????????
??????????????????????????????????
12
Kalifornijski konj
??????????????????????????????e estonona maina
Industrijska robotika
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????kih ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????
na ???????????????????
tri generacije IR
na osnovu toga u kojoj mjeri su izraene glavne odrednice robota:
univerzalnost kretanja i autonomnost u radu
industrijski automati - zadata kretanja se izvode tako to se pokretanje i zaustav????????????????????????????????????????????????????????? - automatski
-
13
manipulatori nisu roboti - ??????????????????????????????????????????????????????????????????
roboti 1. generacije playback roboti
automatski ponavljaju zadati pokret - proizvoljni pokret koji se robotu zadaje preko ????????????????
novi zadatak - novi program
komunikacija sa robotom ??????????
samostalnost se ogleda u preciznom automatskom ponavljanju zadatog kretanja
????????????????????????????????????
??????????????????????????????????????????????
t?????se ????????????? ???????????????????- ??????????????????????????poje?????????????????????????????????brzinu kretanja
"point-to-point" upravljanje
"continuous path control"
Robot sa tri zgloba
automatski rad - samostalnost je ??????????
roboti 2. generacije
???a robota - ????????????????????????????????
unutranji ??????
14
informacije o prostoru i stvarima koje ih okruuju - ???????????????????informacija
??????????????????????????????????????????????????
elementi ???????ke inteligencije - sposobnost snalaenja u nekim nepred-vidljivim situacijama
robot 1. generacije cilj ?????????????????????????
roboti 2. generacije cilj izvrenje nekog zadatka, menjati svoje kretanje da bi taj cilj postigli
u nepredvidljivim situacijama ponaanje robota druge ??????????????????????????ponaanju sljepog ?????ka
roboti 3. generacije
sposobni su da razdvoje proces prikupljanja informacija i donoenja odluke od kasnijeg kretanja kojim se odluke sprovode
razvoj metoda ???????ke inteligencije
ROBOTI U INDUSTRIJI - FLEKSIBILNA AUTOMATIZACIJA
Roboti - u fabrikama - ??????????????????????????????
industrijske primjena robota
prenos (transfer) materijala i opsluivanje maina, procesne operacije (???????????????????????????????????????????????????????????) , poslovi montae (asembliranje), poslovi kontrole proizvoda (inspekcija) senzori.
u ??????????????- roboti u industriji monotoni poslovi, nezdravi uslovi i sl.
humanizacija rada - ekonomski razlozi
dananja industrija - dominira proizvodnja u velikim serijama ????????????
-
15
automatizovane proizvodne linije sa fiksnom automatizacijom
proizvodnja ???????????????????
proizvod bude aktuelan u duem vremenskom periodu
?????????????- male serije
fleksibilni proizvodni sistemi ili fleksibilna proizvodnja - fleksibilnaautomatizacija
CAD - computer-aided design
?????????????????????????????????????????????????????????????????????
CIM - computer-integrated manufacturing
GEOMETRIJA I KINEMATIKA MEHANIZMA ROBOTA
?????????????????????????? - zglobni mehanizam - teorija mehanizama
kinematika - brzina i ubrzanje u zglobovima mehanizma????????????? poloaja i kretanja robota preko unutranjih i spoljanjih koordinata
OSNOVNI STAVOVI IZ TEORIJE MEHANIZAMA
???????????????????????????????????????????????????????????????tijela????????????????????????????????????????
??????????????????
????????????????????????j???????????????????????????tijela
slobodno tijelo - kretanje na est ne??????????????????????????
tri translacije i tri rotacije
16
.
?????????????????????????????nog tijela
Broj stepeni slobode je broj slobodnih -??????? nezavisnih kretanja - to je ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????
poloaj tijela
Sl. 2.2. Primjer ??????????????????????????????????????
Valjak u odnosu na kleta
dvije slobodne translacije (du x i y ose) i dve slobodne rotacije (oko x i z ose)
??????????????????????????????????????????????
kinematicki par 4 stepena slobode
-
17
???????????????????????????????????
????????????????????????????????????????????? klase
rotacioni par ili rotacioni zglob
translatorni par ili translatorni zglob
Sl. 2.4. Rotacioni (a) i translatorni (b) zglob
18
Kinematski lanci
Nizovi tijela ??????????????????????????????????????ju se kinematiskimlancima
mehanizam svakog robota pre??????????????????????????
Svako tijelo, elemenat lanca, predstavlja segmentom lanca - kruta,nedeformabilna tijela
1. PODJELA (prosti i razgranati)
prosti kinematski lanac - prikazani na slici 2.6.
Sl. 2.6. Primjer i manipulacionih robota sa odgovara??????????????????????????
Razgranati lanac - slika 2.7.
-
19
Sl. 2.7. Shema razgranatog lanca
a) b)
??????????????????????????????????????????????
2. PODJELA (otvorni i zatvoreni)
Otvoreni lanci - ne postoji zatvoreni niz - ???????????????????????????????????????????????????????????
?????????????????????????????????????
Zatvoreni lanci - jedan zatvoreni niz segmenata - ???????????????????????????????????????????????????????????
20
robotski mehanizmi - ?????????????????????????????????????????????ju strukturu od otvorene ka zatvorenoj i obrnuto - slika 2.10
a) b)
Sl. 2.10. Manipulacioni robot u zadatku montae
??????????????????????????????????
kod otvorenih lanaca broj stepeni slobode jednak broju zglobova
Sl. 2.11.Lanac sa tri stepena slobode
-
21
Sl. 2.12. Primjer zatvorenog lanca dva S.S.K.
GEOMETRIJA MANIPULACIONIH ROBOTA
Minimalna konfiguracija manipulacionog robota
Sl. 2.13. Minimalna konfiguracija i aka robota
minimalna konfiguracija - mehanizam sa 3 zgloba - 3 stepena slobode
zglobovi S1 ,S2 i S3 i segmente 1, 2 i 3
+
aka
??????????- ??????????????????????????????ake na eljeno mjesto u radnom prostoru
NE samog vrha ake robota ??? poloaj korIJena ake
zglobovi
R rotacioni, T translatorni
22
a) Pravougaona ili TTT shema
Sl 2.14. Pravougaona minimalna konfiguracija
Sl. 2.15. Radni prostor pravougaone minimalne konfiguracije
??????????????????????-shema
-
23
?????????????????????????????????????????????
????????????????????????????????????????????????????????
c) Sferna ili RRT-shema
Sl. 2.18. Sferna minimalna konfiguracija
24
Sl. 2.19. Radni prostor sferne minimalne konfiguracije
d) RTR i TRRsheme
Sl. 2.20. RTR-shema (a) i TRR-shema. (b)
Sl. 2.21. Primjer RTR-robota i radni prostor
e) Laktasta ili RRR-shema
-
25
Sl. 2.22. Laktasti ili RRR-robot
Sl. 2.23. Antropomorfna RRR- shema Sl. 2.24. Radni prostor laktastog robota
Sl. 2.25. ASEA-shema
Zavrni mehanizam ili aka robota
mehanizam manipulacionog - dva dijela
26
minimalnu konfiguraciju i zavrni mehanizam ili aku robota
Minimalna konfiguracija dovodi aku u eljeni dio radnog prostora
end-effector
zglobovi ake rotacioni
Shema ake robota
Hvataljka robota
broj zglobova zavisi od namjene
minimalna konfiguracija 3 stepena slobode
????????????????????????????????????
.
ROBOTI6 stepeni slobod
-
27
??????????????a - neposredno izvrava zadatak koji je postavljen pred robota
?????????????????????????? broj stepeni slobode
manipulacioni robot - otvoreni lanac bez grananja - segmenti povezani zglobovima V klase - translaciju ili rotaciju
stepeni slobode = broju zglobova
n zglobova - n ????????????????? kretanja
nh - broj stepeni slobode hvataljke u prostoru
Nesingularni i singularni mehanizam
28
minimalne konfiguracije TTT-tipa
aka sa jednim zglobom, tj. jednim stepenom slobode
?????????????a slobode - n=4
???????????????????????????????????????bode - nh = 4, tj. nh = n - gubitaka nema
??????????????????????????3 stepena slobode, tj. nh = 3 i
kretanja hvataljke - translacije S2 i S3 nisu nezavisne - proizvode jedinstven efekat i ponaaju se kao jedna translacija - poduno kretanje segmenta 2 ne
???????????????????????????
a) b)Nesingularan i singulalaran poloaj robota
Mehanizme kod kojih je nh
-
29
?????????????????????????????????????????????????????nh
-
31
2. izbegavanje neeljene singularnosti3. stvaranje sposobnosti izbegavanja prepreka - hvataljka zadri poziciju i
orijentaciju neophodnu za izvrenje zadatka
dananji roboti
projektuju se kao nesingularni, odnosno, singularni su samo u nekim specijalnim poloajima
4, 5 ili 6 stepeni slobode
4 stepena slobode pozicioniranjezadaci prenoenja predmeta, opsluivanja presa i sl.
5 stepeni slobode pozicioniranje+????????a orijentacija????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
6 stepeni slobode - izvrava bilo kakav manipulacioni zadatakpotpuna orijentacija.
sloeniji zadaci prenoenja, montae, zavarivanja i sl.
Geometrija segmenata
??????????????????????????????????????????????????????????????????????
2 pristupa zadavanju geometrije segmenataJ. Stepanjenka
Denavi-Hartenbergov
razlikuju se ?????????????????????????????????????????????????????????????????vektora geometrije
J. Stepanjenka
32
Jedan segment mehanizma
zglob Si - rotacioni,zglob Si+1 - translatorni
geometrija segmenata potpuno od???????treba znati poloaj koji ose zglobova zauzimaju u odnosu na segment
osa rotacije zgloba Si i osa translacije zgloba Si+1
TREBA ZNATI I - poloaj zgloba u odnosu na teite segmenta - Ci
pravac i pozitivni smijer ose zgloba Si ????????????????????i smjerom vektora
isto vai i za zglob Si+1
p?????????????????????????????????????????????????????? se
vektorima iTokom kretanja robota, poloaj segmenata, a time i poloaj vektora, menja se
u prostoru
relativni poloaj vektora u odnosu na sam segment se ne mijenja vektori su nepromjenljivi i predstavljaju osobinu segmenta
pravougli koordinatni sistem sa centrom u teitu segmentaose sistema xi ,yi, zi vezane su za segment
vezani koordinatni s?????????????????????????????????????????????????om
-
33
vektor
3 konstantne projekcije
i,i=(ri,ixi ,ri,iyi ,ri,izi)i,i+1=(ri,i+1xi ,ri,i+1yi ,ri,i+1zi)
ei+1=( ei,i+1xi ,ei,i+1yi ,ei,i+1zi)
vektori i , i,i i i,i+1, i+1 - konstantni vektori predstavljaju osobinu segmenta
odrediti geometriju segmenta - zadati ??????????????????
za geometrija cijelog lanca robota???????????????????????????????????????????????????
Denavi-Hartenbergov pristupmanje uopten
postavljanje osa vezanog koordinatnog sistema nije proizvoljno - uslovljeno geometrijom segmenta ili preciznije poloajem osa zglobova
34
Poloaj robota
mehanizam robota - n segmenata vezanih u lanac
dovoljno zadati n ??????????????????????????????????????????????cijelog lanca
n - generalisane koordinate sistema - pomeranja u zglobovima mehanizma
Poloaj mehanizma
generalisane koordinate preciznije - q1, q2,..., qn
Sj - rotacioni zglob - indikator sj=0 - qj pomeraj u zglobu - ugao obrtanja
Sj - translatorni zglob - indikator sj=1 - qj pomeraj u zglobu - translatorno pomeranje
-
35
Generalisana koordinata u rotacionom zglobu
sj=0 rotacioniqj - definicija ugla - ???????????????????????????????????????? j-1,j i projekcije
vektora j,j na ravan normalnu na osu j .
Generalisana koordinata u translatornom zglobu
sj translatorni, sj=1qj pomeranje
"n???????????????????????????????????????sj na slici) moe se nalaziti bilo gde na osi translacije
definisanje poloaja hvataljke robota
36
spoljanji nepokretni koordinatni sistem (vezan za podlogu) - ose x, y, z
vektor aj - karakteristika j-tog segmenta ili zgloba
projekcije na ose nepokretnog sistema
matrica Aj karakteristike prethodnih segmenata - transformaciona ili prelazna matrica
prelazna matrica ??????????prebacivanje iz sistema u sistem vektorageometrije, vektore brzina, ubrzanja, sile i sl
Dva primjera zadavanja orijentacije
translacije - xA, yA, zA??- ugao pravca ili ugao skretanja,??- ugao elevacije ili ugao propinjanja
-
37
??- ugao valjanja
Uglovi orijentacije
Prividni singularitet
38
KINEMATIKA MANIPULACIONIH ROBOTA
brzina i ubrzanje robota
Generalisane brzine i ubrzanja
mehanizam robota - n segmenata vezanih u lanac
??????????????????????????????????????????????????????
(tri za poloaj teita segmenta i tri za orijentaciju)6n v???????????????????????
lanac sa n stepeni slobode - dovoljno zadati n ??????????????????????????????????????????????cijelog lanca
n - generalisane koordinate sistema
generalisane brzine - izvod po vremenu generalisanih koordinata
ILI
unutranje brzine - predstavljaju izvode pomeranja u zglobovima mehanizma, odnosno brzine relativnog pomjeranja segmenata
generalisana ili unutranja ubrzanja - drugi izvodi generalisanih koordinata
.
n-dimenzioni vektori generalisanih brzina ( ) i ubrzanja ( )
-
39
Brzine i ubrzanja segmenata mehanizma
jedan segment lanca tijelo u prostoru
stanje tijela u nekom trenutku vremena od??????????????????????????????-zinom
brzina teita C - vektor brzine teita sa - derivacija poloaja teita
ugaona brzina segmenta - vektor ugaone brzine sa
superpozicija svih rotacija u zglobovima lanca
vektor rotacije - - opti oblik
rotacioni zglob sk=0, translatorni zglob sk=1
slaganje rotacija
Brzina i ubrzanje hvataljke robota
hvataljka robota - n-ti segment lanca
teite hvataljke C
brzinu i ubrzanje teita i ugaonu brzina i ubrzanje hvataljke
40
hvataljka - poslj??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
vrh hvataljke - ona ????????????????????????????????????????????????????????postavljenog manipulacionog zadatk????????a A)
Brzina vrha hvataljke
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
od neposrednog interesa - bitna je brzina vrha hvataljke
Direktni i inverzni problem kinematike
veza ??????????????????????????????????dinatama q(t) i kretanja u spoljanjim koordinatama X(t)
???????)
???????????????????????-1(X) komplikovan
diferenciranjem
,
-
41
,
qJ
= - Jakobijan matrica
zadavanje kretanja robota zadaje se vremenska promjena generalisanih (unutranjih) koordinata - q(t) - zadaje se direktno kretanja u zglobovima
mehanizma - za????????????????????????????????? (t) i (t).
i???????vanje spoljanjeg kretanja X(t) ako je poznato unutranje kretanje q(t), naziva se direktnim problemom kinematike robota
u prostijim manipulacionim zadacima direktno se zadaju pomeranja u zglobovima
preko vektora spoljanjeg poloaja hvataljke zadaje se kretanje vrha prekozakona vremenske promjene koordinata xA(t), yA(t) i zA(t) i zakona promjene
orijenatacije - promjene uglova ????????????????
Zadavanje kretanja preko unutranjih koordinata
?????????????????????????????????????????????????nje X(t) zadato
???????????????????????????????????????????????????????????????????????-ljanjeg kretanja X(t) naziva se inverzni problem kinematike robota
42
za manipulacioni zadatak pogodno zadati oblik kretanja hvataljke po zakonu X(t)
za dijelovanje motora bitna je promjena koordinata u zglobovima tj. q1(t), q2(t), ...,qn(t)
POGONSKI SISTEMI
STANJE I PERSPEKTIVE RAZVOJA
prosti industrijski manipulatori - ??????e industrijskih robota - pneumatski pogon
pogon - ???????????????????????????????
rijetko se sr??e kod savremenih robota - problem teka regulacija, odnosno teko ostvarivanje kretanja po zadatom zakonu
p???????????????????????????????????????????????????????????????????????
???????????????????????
?????????????????
pritisak ulja, posredstvom klipa??????????????????????
regulacija kretanja ostvaruje se regulacijom pritiska u cilindru i protoka ulja kroz cilindar
n??????????????????????????????????????????????????????????????????????????a
u ????????????????????????????????????????????????????????????ip razvodnika -e????????????????i pogon
prednosti:veoma velike sile u zglobovima robota - nema reduktora pojednostavljuje se
konstrukcija pojednako pogodan i za translatorna i za rotaciona pomjeranja
nedostatci:???????????????????????????????????????lindru - ??????????????????????????
prisutan problem curenja ulja
-
43
????????????????
????????????????????????????????i teke robote
regulacija relativno jednostavna
problemi:
motori za jednosmernu struju
??????????????????????????????????pr. 3000-4000 ob/min)uz relativno male pogonske momente (npr. do 20 Nm)
neophodni reduktori - smanjuju ???????????????vaju momenattrenje u reduktoru - gubi se dio snage (kod dobrih reduktora do 15%)
mjesto postavljanja elektromotora - ?????????????????????????????? udaljeni od zgloba - uslonjava se konstrukciju, oscilacije u prenosnom mehanizmu
?????????????????????????????????? ?????????????????
??????????????????????????????????????????????
kod manjih robota
problem pouzdanosti u smislu preciznog pozicioniranja
glavni nedostatak elektromotora - mali pogonski momenat f-ja magnetnog polja u motoru - snani stalni magnet ?????????????????????????????????
?????????
motori za direktni pogon (eng. direct drive motors)???????????????????????????????????a konstrukcija
veliki pogonski momenti - nema potrebe za reduktorom
postavljaju se direktno u zglobove i nema posebnog prenosnog mehanizma
44
motora na ??????????????????regulacija i upravljanje robotom sloenije
jedan od osnovnih pravaca daljeg usavravanja robota je ???????????????????????????????????????????????????????????????
Cilj - postizanje pokretljivosti koja bi bila ravna ?????kovoj
?????????????????????????????????kom - nekim dijelovima ?????kovog tijela ????????????????????ivotinjama - pogonski sistem ?????? ???????? ????????????????
Shema lanaca i shema dejstva pogona
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????
pomjeranja u zglobovima - ?????????????? robot
ELEKTROMOTORI JEDNOSMERNE STRUJE
Princip rada
-
45
Princip rada motora jednosmerne struje
??????????????????????????????? nalazi se u magnetnom polju indukcije
na dijelove okvira AB i CD deluju Lorencove sile - spreg sila momenta - izaziva obrtanje okvira oko ose O'O" - proporcionalno struji kroz okvir
za odranje istog smjera struje u gornjem i donjem delu okvira - koristi se komutator K - provodnici C1 i C2 koji se naslanjaju na komutator nazivaju se
???????
??????????????????????????????????????????????????????????
stalni magnet sa postoljem obrazuje stator motora
???????????????????????????????????????????????????- ????????????????????ti
46
????????????????????????????????
???????????????????????????? i statora
na rotoru pa??????????????????????????????????????????????????????????????????
ne postoj?????????????????????????- izmjena smjera struje u namotajima ??????????????????????????????????????????mom - elektronska komutacija
-
47
?????????????????
??????????????????????????
slika a - m???????????????????????????????????????????????????? - jednostavnakonstrukcija
nedostatciaka glomazna, ???????? se ??????????????????? smanjuje se ???????????
kretanja zglobova ake
????????????????????????????????????????
slika b - motore postavljati to blie osnovi robota smanjuje ????????????optere?????
48
motori postavljeni iza lakta i predstavljaju kontrateinupogonski momenti od motora se ???????????????????????????????????
zglobova
????????????????????????????????????????????????????????????????
Otvoreni i zatvoreni lanci
-
49
Prenos pogonskog momenta
prenosa pogonskog momenta od motora do zgloba
Prenos pogonu preko reduktora
problem zazora - i????????????????- malo pomeranje koje se ne moemo kontrolisati
?????????????????????????????????????????????????????????????????
konstrukcija specijalnih vrsta reduktora s velikim prenosnim odnosima sa ??????????????????????????????????????????? - harmonic drive reduktori
Harmonik drajv reduktor
funkcionalni dijelovi:
???????????????????????????????????????????????????????????????????????????
50
el??????????????????????????????????????????????????????????????????????????
???????????????????????????????????????
??????????????????????????????????????- ulaznu brzinu reduktora
???????????????????- ??????????????????????????????????????????
generator od ?????????????????????????????????????????????????????????deformacije vezuje se za izlaznu osovinu reduktora - ????????????????????
????????????????????????"unazad" za onoliko zuba koliko ih ima manje nego na ???????
n - ?????????????????????????????????neratoru
- ugao koji odgovara jednom zubu
n - ugao obrtanja
ako se ulazna osovina obrne za pun krug =2pi - izlazna osovina ????? obrnuti unatrag za q=n
prenosni odnos reduktora n=/
zbog unutranjih trenja u reduktoru gubi se dio snage
Jedan zglob robota
-
51
Laktasta shema manipulacionog robota
harmonik drajv reduktora - visoki koeficijentom korisnog dejstva - okvirno od 0,6 do 0,9
Shema pogona zgloba S1
Shema pogona ramenog zgloba
52
Dvij????????????????????????????? zgloba lakta
Pogon translatornog zgloba
MOTORI NAIZMJ?????????????
dobre pogonske karakteristike i jednostavnu konstrukciju
??????????????
problem u sloenosti regulacije motora
asinhroni (indukcioni)???????????????????????????
rotor i statorstator- na??????????????????????????????????????????????????????
rotor - kratko spojen - ne???????????????????????
-
53
motan (sa eljenim brojem faza) ili kaveznog tipa
Kavezni rotor (a) i motor sa rotorom oblika olje (b)
obrtno magnetno polje - ????????????????? rad indukcionog motora
Obrtno magnetno polje - shema trofaznog statora (a) vezanog u zvezdu (b)
ugaona brzina vektora polja = 2 - sinhrona brzina- frekvencija struje
54
Obrtno magnetno polje - shema dvofaznog statora
Monofazni stator i magnetno polje (????????????
kratkospojeni rotor na koji deluje obrtno magnetno polje
??????????????????????????????????????????
?????????????????????????????????????????????????????????????
sinhrona brzina
????????????????????????????????????????????????????????????tantnom brzinom
promjena brzine - mijenjanje napona i frekvence napajanja motora
????????????????????????????????????
Stator - trofazne namotajerotor - stalni magneta ili namotaji napajani jednosmernom strujom
-
55
statorski namotaji ne napajaju elektronski komutiranom jednosmernom ???????????????????????????????????????????
obrtno magnetno polje sinhrone brzine - deluje na polove stalnog ?????????????????????????????????????????????
regulacija brzine o ostvaruje se promjenom frekvence napajanja statora
sloena regulacija - ?????????????????????????????????????????????????????veoma irokom opsegu
??????????????
??????????????????g. stepper motors, stepping motors)
????tanje u vidu niza diskretnih uglova pomeraja-koraka
brojem koraka se moe upravljati - upravljanje poloajem
??????????????????????????????????????????????
roboti manjih nosivosti
56
Dvij???????????????????????
????????????????????????
reduktori nisu potrebni
pogoni se tako i postavljaju da nije potreban sloen prenosni mehanizam
Komponente i princip rada
??????????? cilindr sa klipom i servorazvodnik sa magnetnim motorom
????????????????????
????????????????????????????????????????????????????????????????- spoljanje ???????????
-
57
servorazvodnik razvodnik i magnetni motor sa oprunom povratnom spregom
Konstrukcija magnetnog motora
Princip rada magnetnog motora
kotva s namotajima
58
Cilindar sa servorazvodnikom
?????????????????
???????????????????
????????a ravnotea klipa u cilindru
pd=p1-p2 razlika pritisaka (diferencijalni pritiska)
suprotstavljene sile
-
59
inercijalna sila klipa
sila viskoznog trenja FT = B
sila ??????????????????????? FM
????????????????????
protok ulja kroz cilindar Q
Q=A
Curenje cpd i sabijanje (kompresija) ulja
curenje - unutranje i spoljanje
koeficijent stiljivosti - ??f-ja % vazduha u ulju
V=V1+V2 - ukupna zapremina ??????????????????????ijevi, servorazvodnik)
???????????????????hidro-motora
konstrukcija hidromotora - translatorno ili obrtno kretanje
???????????????????????????i postavljaju se u zglobove robota
?????????????????dar - motora proizvodi translatorno kretanje
60
Pogon translatornog zgloba
Dvij??????????????????a rotacionog zgloba
PNEUMATSKI POGON
???????????????????????????????????
pokretanje - ???????????????????????iranog zraka
vazduh je, za razliku od ulja, stiljiv
znatno nii pritisci
-
61
Cilindri jednosmernog i dvosmernog dejstva
??????se rijetkoproblem regulisanja kretanja
zadata promjena brzine
kod prostih industrijskih manipulatora
kretanje od jednog kraja do drugog kraja po nelinearnom zakonu na koji se ne moe utjecati
Princip rada pneumatskog cilindra
???????????????????????????????????????zraka
????????????????
??????????????????????????????????
62
sile teine - prave momenat oko pojedinih zglobova - ??????????????????????zglobova - ???????? komponente ???????????
+
sile inercije - nastale prilikom kretanja robota - ????????? komponente???????????
?????????????????????????????????????
problem uravnoteenja - kompenzacija momenata usljed teina - metoda kontra teina
postavljanje motora za pogon ake - sa suprotne strane zgloba laktadij??????????????????enje
potpuna kompenzacija - kontrateina dovoljno velika???????????????nje ukupne teine robota raste ??????????????????????
motor savladava nekompenzovani dio ????????????????????????????????????????????????????
problem pri radu ????????????????????????
-
63
??????????????????????????
??????????????????????????????
Mehanizam za kompenzaciju zgloba lakta
gas ili ulje u cilindru vri pritisak na klip i proizvodi silu kompenzacije S3sila pravi kontramomenat oko osovine diska
kompenzator
64
????????????????????????????
Kompenzacija ramenog zgloba
-
65
DINAMIKA ROBOTA
u ranijim fazama razvoja robotike projektovanje robota ???????????????????????????????????????? i nije se ???????????????????????????????????
???????????aproksimacije
nije bila povezana teorija i praksa
u dananje vrijeme - zahtjevi za sloenim i vrlo brzim robotskim sistemima diktirali su povezivanje teorije i prakse
??????????????????????
podrazumjeva se ???????????????????????????????????????????????????????robota
mehanika - mehanika krutog tijela
????????????????????????????????????
zglobovi S1, S2,..., Snsegmenti 1, 2,..., n
svaki zglob po jedan stepen sloboden stepeni slobode dinamika opisana sa n skalarnih diferencijalnih
????????????????????? - ???????????????
dinamika mehanizama robota moe se opisati:- primjenom optih teorema dinamike sistema (teorema o
??????????????????i t????????????????????????????- primjen????????????????????????
66
- primjen?????????????????????????- Gausovog principa
opte teoreme dinamike
Izdvajanje jednog segmenta lanca
pomeranje teita segmenta opisuje se teoremom o kretanju teita:
- masa segmenta
ubrzanje teita
ubrzanje Zemljine tee
obrtanje tijela oko svog teita opisuje se Ojlerovom vektorskom ???????????
- ugaono ubrzanje
- ugaona brzina segmenta
- tenzor inercije za ose vezanog sistema
SjF i SjM ukupna sila i momenat u zglobu
-
67
ROTACIONI ZGLOB
Sila i momenti u rotacionom zglobu
TRANSLATORNI ZGLOB
Sile i momenat u translatornom zglobu
UOPTENO
sj - indikator (0 rotacioni, 1 - translatorni zglob)
navedene v????????????????????????????????????- skup ???????????????????? -koje opisuju dinamiku cijelog sistema.
pogonski momenat
68
DIREKTNI I INVERZNI PROBLEM DINAMIKE
direktni problemnalaenje sila koje izazivaju neko zadato kretanje sistema
inverzni problemsile poznate (zadate) i trai se ?????????????????????????????
u roboticisistem=mehanizam robota
??????se pod dejstvom teine i pogonskih sila i momenata
teine tereta, sile i momenti pogonskih motora
kretanjem robota - promjena unutranjih koordinata - q(t)poznati pogon - P(t)
direktni problem - iznalaenje funkcije P(t) za poznato q(t)inverzni problem - iznalaenje funkcije q(t) za poznato P(t)
???????
KOMPLETAN MODEL DINAMIKE ROBOTApodrazumjeva i dinamiku pogonskih motora
????????????????????????? + modeli motora
??????????????????????????????????????????????????
???????????????????????????????????????????????????? ???????????
hvataljka - ????????????????????????????????????????????????????
??????????????????
-
69
Zadatak pisanja - ?????????????????????????
Zadatak montae - ??????????????????????????????????
Zadatak montae - ?????????????????translatornog para
????????? manipulacija
70
???????????????
posloviprenos materijala, procesne operacije, montaa, kontrola itd
pojam zavrnog ure???? - smeten na "vrhu" robota - obezbeduje izvrenje postavljenog zadatka
lanac robota - minimalna konfiguracijaruka+zavrni mehanizam (aka robota)
zavrni mehanizamsloeni ?????????????????????????????????????????????????????????????
zavrni ur?????- poslednji segment u lancu hvataljka
??????????????????????
tri grupe:- hvataljke,- alati i- mijerno-??????????????????
hvataljke?????????????????????????????????????????????????????????????????????
prenoenja i na kraju ispustiti
hvatanje podrazumeva bilo koji ??????????????????????????????????????????????predmetom radi njegovog prenoenja
alata - ????????????????????????????????????????????????????????????alat - ???????????????????????????????????????????????????????????????????????
zadatci kontrole proizvoda - ?????????????????????????????????????ijernu opremu neophodnu za izvrenje zadatka
-
71
brza promjen?????????????????? - ????????????????????????????????????????????????vrh robota
HVATALJKE ROBOTAglavna funkcija hvataljke ??????????rst (krut) kontakt sa radnim predmetom,
odri kontakt ????????????????????????????????????????????????????ti predmet
hvatanju, prenoenju i isputanju predmeta.
?????????????????????????????????
mogu se ????????????????????????????????????- hvata???????????????????????????- hvataljke sa vakuumskim, magnetnim ili athezionim sistemom hvatanja,- univerzalne hvataljke.
Hvataljke sa prstima
??????????????????????????????????
prema broju prstiju hvataljke sa dva prsta i hvataljke sa vie prstiju
prema ????????????????hvatanje sa spoljanje i sa unutranje
72
Spoljanje (a) i unutranje (b) hvatanje
p????????????????????????????hvataljke sa obrtnim kretanjem prstiju i hvataljke sa translatornim kretanjem
prstiju
Obrtno (a) i translatorno (b) kretanje prstiju
prema ???????????????????????????????????????????????????????? postavljanje geometrijskih ??????????????????????????????????????????
kretanje predmeta u odnosu na hvataljku geometrija hvatanja je takva da doputa pomeranje predmeta u odnosu
na hvataljku (dakle i ispadanje) ali do pomeranja ne dolazi zbog dijelovanja sile trenja
??????????????????????? predmeta
???????????????????????????????????????????????????????????????????????
motora u kretanje prstiju (hvatanje)- hvataljke sa zglobnim mehanizmom,- ??????????????????????????????- hvataljke sa klinom,- hvataljke sa zavrtnjem,- hvataljke sa uetom i koturom,- ostali tipovi hvataljki.
-
73
Zglobni mehanizmi za hvatanje
?????????????????????????????
Hvataljke sa klinom Hvataljke sa zavrtnjem
74
Hvataljka sa uetom i koturom
Hvatanje na principu irenja pod pritiskom
Vakuumske, magnetne i athezione hvataljke
"zalijepiti" se za predmet
vakuumske hvataljke - pumpa ??????????????????????????????????????????
?????????????????????????e - sisaljka ili radni predmet - od mekanog materijala
u?????????????????????????????????????- povrina predmeta koji se hvata ravna i ?????
-
75
Vakuumska sisaljkamagnetne hvataljke -veza ??????????????????????????????????????????
?????????????????????????????????????????
ne zahtjev??????????????????????????
stalni magnet - neophodan poseban sis???????????????????????????
athezione hvataljke - "zalijepe" za predmet posredstvom povrine na koju je nanesena neka materija koja sa materijalom predmeta ostvaruje dovoljnu
athezionu silu
Univerzalne i prilagodljive hvataljke
univerzalne i prilagodljive hvataljke?????????????????????????????????????????????????????
konstruktivna rijeenja koja omogu???????????????????????????????????????????predmetu
univerzalne hvataljke su i hvataljke sa vie prstiju koje
Hvataljka sa prilagodljivim oblikom prstiju
????????????????????????????
76
Pokretanje zgloba na prstu
Hvataljke sa tri motora
SENZORI U ROBOTICI
samostalnost - bitna karakteristika robota
f-ja razvoja tehnologija
robot - mora biti "svjestan" sebe i svoje okoline
???????????????????????????mjerenja sopstvenog poloaja i brzine kao i mjerenj???????????????????????????????????????????????????????????????????????
prostoru
mj?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????se senzori
???????????mjerenje ugaonog i translatornog pomeranja ????????? senzori dodira
???????????mjerenje rastojanja, sile, ubrzanja i sl senzorski vizuelni sistemi
-
77
unutranjim senzorimjerenje pomeranja i brzina u zglobovima
mjere se tzv. unutranje koordinate i brzine????????????????????????????????????????
obezbeduju informacije za rad najnieg nivoa
spoljanjim senzorimj??????????????????????????????????????????????????????????????dine
daju informacije za vie nivoe upravljanja i na osnovu njih se donose odluke
mjerni pret????????????????????????????????????????????mjerenu) pretvaraju u drugu
npr. potenciometar - pomjeranje pre??????????????????????? - informacija o pomjeranju u analognoj formi
digitalno upravljanje sistemomanalognu informaciju prevesti u digitalni oblik prihvatljiv za ???????????????????
(A/D) konvertorie????????????????????????????????u vrednost napona (analogna informacija)
prevode u digitalnu formubrojna vrijednost mj?????????????????????????????????
D/A konvertorielektronski sklopovi koji realizuju konverziju brojnih podataka ??????????????
naponu (digitalni podatak) prevodi u sam napon (analogna forma)
A/D i D/A KONVERZIJA
A/D KONVERZIJA
podrazumeva nalaenje brojne vrednosti u binarnom brojnom sistemu koja ?????????????????????????????????????????????????????
napon se dovodi na ulaz konvertora - na izlazu dobijamo njegovu brojnu (digitalnu) vrednost u binarnom sistemu
78
etaloni ???????????????????i su brojni ekvivalenti poznati
????????? se ulazni napon radi nalaenja njegove brojne vrednosti
kvant??????????????????????????????????????????????????se moe meritiulazni napo?????????????????????????????????????????????????
A/D konvertori - konstruktivni principkonvertore sa otvorenom i zatvorenom petljom
.
A/D konvertori - ???????????????????????????????????????????????????????ekvivalenta ulaznog analognog napona
konverzija direktnim uporedivanjem ulaznog
analognog napona sa etalonom
ulazni napon izaziva generisanje neke pribline vrednosti napona koja ??????????????????????????????????
???????????????????????ponom
razlika - novo generisanje priblinog napona
???????????????????
poklapanje generisanog napona sa ulaznim = brojna vrednost ulaznog
napona
1. ?????j - ulazni napon se uporeduje sa
etalonima
2. ????????- kondenzator se puni i mjeri se vreme koje je potrebno da se kondenzator
napuni do vrijednosti ulaznog napona -vrijeme se mjeri digitalno i na osnovu tog
vremena ????????????????????????????napona
-
79
???????????????????????????????????????????????????????????????? - na principu: podatak po podatak
kvant po kvant bit po bit
podatak po podatak (simultana ili jednovremena)ulazni napon ?????????uje sa svim etalonima odjednom
u jednom koraku dobija se brojna vrednost naponapotrebno onoliko etalona koliko se ?????????????????????????????????????????
najmanji etalon = jedan kvantdva susjedna etalona razlikuju se za jedan kvant =????????mjerenja
veoma brz - konverzija u jednom koraku??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
kvant po kvant ??????????zasniva se na brojanju kvantova
u ??????????????????????????????????????????????????????????????????????
jedan kvant - ???????????????????????????onom
??????????????????????????????????????????????????????????????????????
broje se ?????????????????????????????????????????????????????????????????????= digitalna vrednost ulaznog napona
potreban samo jedna komparator,konverzija se vri u vie koraka potrebno vie vremena
bit po bit (postupna konverzija)postupno ??????????????????????????????????????????????????????????
pozicione vrednosti
80
zahtjeva onoliko koraka koliko digitalna vrednost ima bita - binarnih cifara
broj potrebnih etalona jednak je broju bita
npr. konvertor sa samo tri bita???????????????????????, E2 i E3 u odnosu 20:21:22
ulazni napon V1. uporedba: etalon E3
V > E3 bit ima vrijednost 1V < E3 bit ima vrijednost 0 sl???????korak - V se ????????? sa niim etalonom
E2 s??????????????????
D/A KONVERZIJA
???????????????????????ijednosti signala u analogni
na ulaz D/A konvertora - brojni podatak o vrednosti napona (u binarnom brojnom sistemu) - na izlazu ???????????napon
konvertora sa lj???????????????????????????za ulazne podatke od tri bita
Lj??????????????????????????????????????????
signal 1 - ??????????????????????????????????????????????????signal 0 - nema napona
Vr - referentni napon koji definie cifru 1Vi - izlazni napon
-
81
Vk - broj kvantova Rp - otpor velike vrednosti
MJERENJE POLOAJA I BRZINA U ZGLOBOVIMA ROBOTA
za kompletnu informaciju o poloaju robota - izmeriti uglove obrtanja u rotacionim zglobovima i poduna pomeranja u translatornim
ugaona i poduna pomeranja u zglobovima - mjerenje od "nultog" poloaja
mjesto postavljanja??????a - ???????????????????????????????????????????????na zglob
Rotacioni zglob pokretan elektromotorom
mjerenjeveliko ugaono obrtanje - inkrementalni enkoder
malo ugaono pomjeranje - potenciometar ili apsolutni enkoder
Potenciometarmjerenje translatornog i ugaonog pomeranja
??????????????????????????????
princip mjerenja - linearna ???????????????????????????????????????????????njegove duine - napon linearno zavisi od pomeranja
82
Potenciometri (mjerenje pozitivnih i negativnih pomeranja)
informacija o poloaju mjeriti napon U
????????????????????????????????????
podatak o poloaju zgloba je u analognoj formi
Apsolutni i inkrementalni enkoder
Apsolutni enkoder
Princip rada apsolutnog enkodera
Inkrementalni enkoder
ugaoni ????????????????????????????=2pi/KK - ukupni broj zareza
-
83
Princip rada inkrementalnog enkodera.
signal u obliku naponskog impulsa
???????????????????????????????
Senzori brzine
??????i za mjerenje ugaonih brzina obrtanja u zglobovima
zglob translatorni - brzina produenog pomeranja ne meri se direktno pretvara se ???????????????????????????????????????????
Tahogenerator?????????????????????????????????????????????????????
radi kao generator
Tahogenerator
ulaz - ugaona brzinu obrtanja osovineizlaz - napon U
podatak o brzini u analognoj formi
84
Digitalni tahometri
????????????????????????
broje se impulsi dobijeni od fotodetektora na koji pada svetlost nakon prolaska kroz zareze na obrtnom disku
meri se ugao / vremenski interval = ugaona brzina
SENZORI DODIRA I SILE
senzori dodira - ????????????????- informacija o dodiru - 0 ili 1senzori sile - mjere sile i momente
Binarni senzori dodira
signaliziraju dodir sa nekim predmetom - raz??????????????????????????a
koriste se kao senzori hvatanja unutarnji senzorispoljanji senzori pipanje okoline
Povrinski binarni sistem dodira
Podjela senzora sile??????????????????????
materijali pod dejstvom sile???????????????????????????
osobine (????????????????????????????????????????????????).
mjerenje ?????????????????????e???????????????????? pod
dejstvom sile deformie - dobija se pomjeranje - podatak o
primjenjenoj sili
deformacija proporcionalna sili
-
85
????????????????????????????????????????????????????????????
direktno mjerenje silepiezorezistivni materijali -???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (silicijum????????????????????????????????
??????????????????????????????????????????????nika)
senzori - ?????????????????jerne trakeistezanje ??????va se duina trake mjenja se njena otpornosti i spe????????
otpornosti
????????????????????????????????????m efektu??????????????????? izloeni dejstvu sile, proizvode na svojim krajevima
potencijalnu razliku - ?????????????pon
dobijeni napon relativno brzo opada i nestajeNPR. djeluje sila ????????????????????????????senzora napon U, opada do nule,
iako sila jo djelujesilu ukinemo - ??????????stvoriti napon U
Povrinski senzorski sistem sile ???????ka ko?funkcionalno ????????????????????????????????????? dobivaju se linijske ili povrinske strukture osetljive na silu - linijskim ili povrinski senzorski sistem
za silu
zamena ???a dodira saznavanja oblika predmeta, neravnina na povrini i sl.
2 pristupa povrinskih senzorskih sistema1. sastavljanje od vie ??????????????????nata - svaki funkcionie samostalno
- podaci se obra?uju skupno2. formiranje jedinstvenih povrinskih struktura kojima se upravlja kao
cijelinom
86
Povrinski senzorski sistem sile
dva niza paralelnih provodnika (elektroda)??????????????????????????????????????????????????????????????????????
???????????????????
u f-ji ?????????????????????????????????????????????????????????????????????otpornost u njima
relativno sloen ????????????vanja i obrade podataka
Mjerenj??????????????????????????????????????
?????????????????? - deformabilnu strukturu
s??????????????????????????????????????deformaciju - mjerimo svedenu na translotorno pomeranje ili promjenu duine
??????????????????????
mjere pomeranje na osnovu promjen????????????????????????????promjeni duine otpornika
traka se istee - ??????????????????????? i otpornsot
promjena otpornosti mjeri se mjernim mostom
-
87
?????????????????????? i njeno postavljanje
Induktivni i ????????????????
???????????????????- ??????????????????dejstvo sile - membrana se ugiba i pomjera se jezgro kalema - mjenja se
induktivnost kalema - ???????????????????????
??????????????????????????????????????????????????
estokomponentno mjerernje sile
podrazumjeva se mjerenje vektora sile F (tri skalarne komponente) i istovremeno mjerenje vektorskog momenta M (tri skalarne komponente)
sile du tri ose i momenti oko tri ose 6 komponentni vektor
(FM) =[FxFyFzMxMyMz]T k
88
????????????????rskog mjerenja sile i momenta
SENZORI BLIZINE I RASTOJANJA
Senzori blizine
detektuju prisutnost nekog objekta u svojoj blizini - unutar zadate zone????????????????????????
radna karakteristika ne mora biti binarna - izlazni signal f-ja udaljenja
induktivni senzoridetektuju prisustvo metalnih predmeta na osnovu promjene induktivnosti
??????????????????????????????????????????????????????????????????????????
magneta karakterisano magnetnim linijama
metalni predmet u blizini magnetne linije se izduuju - presecaju namotaje kalema i u kalemu se indukuje elektromotorna sila koja se detektuje
Induktivni senzor blizine
-
89
kapacitivni senzorirade na principu detektovanja promjene kapacitivnosti kondenzatora
k?????????????????????????????????????ijenjati ??????????promjeni rastojanja d
Kapacitivni senzor blizine
u??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
????????????????????????????
o??????????????rade na principu odbijanja laserske svetlosti od podloge
90
Laserski senzor blizine
Senzori rastojanja
udaljenost moe se mjeriti na bazi emitovanja talasa - prijema odbijenog signala
ultrazvuk, lasersku svetlost
laserski daljinaridaljinari koji rade u impulsnom reimu i daljinari sa kontinualnim reimom rada
laserski daljinar sa impulsnim reimompredajni i prijemn????????? sistema +?????? vremena
ne mogu koristiti za mjerenje manjih rastojanja
laserski daljinar sa kontinualnim reimom?????????????????????????????????????????????????
-
91
mjeri se f???????????????????????????????????????????????????????????????????signala
faza signala koji se emituje je 2piftf frekvencat vrijeme
faza primljenog odbijenog signala je 2pift + 2pix/x - ???????????
- talasna duina
OSTALA MJERENJAmjerenje ubrzanja
posredno - mjerenjem inercijalne silesenzor sadri teg - ?????????????????? ??????????????????????????????????????????
mjerenje sileinercijalna sila proporcionalna ubrzanju
mjerenje temperature
????????????????????????????????????????????????????????temom na bazi Doplerovog efekta
Prostorna orijentacija (ugaona) pri kretanju (npr. odstupanje od vertikale) vri se na osnovu iroskopskih mjerenja
UPRAVLJANJE ROBOTIMA
sistem ?????????????j?????????????????????????????????????????????????????????sistemom, ostvari eljeno kretanje sa krajnjim ciljem izvrenja nekog
postavljenog zadatka
92
OPTI STAVOVI O UPRAVLJANJU ROBOTIMA
Pojam i nivoi upravljanja
zadatak upravljanjaobezbediti takvu promjen??????????????????????????????????????????????????
kretanje u zglobovima robota
funkcionalno kretanje vezuje se ????????????????????????
obezbediti takvu promjen???????????????promjen??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????ja u prostoru
NAPRIJED NAVEDENO SE ODNOSI NArad u potpuno poznatim uslovima - precizno definisan radni prostor i radne
operacije
pojava prepreka u radnom prostoru neizvjesnostizvrenje zadatka tada podrazumjeva i stalno ispitivanje prostora oko robota i ????????????????????????????????????????????????tupiti da bi se izvrio zadatak
nije ?????????????????????????????????????????????????robot analiza zak????ak djelovanje
izvriti operacije potrebne da se postigne traeni cilj
upravljanja u vie nivoasvaki vii nivo priprema zadatak i upravlja radom nieg nivoa
??????????????????????????
-
93
servosistemski nivo - izvrni nivonajnii nivo upravljanja - izvrava neposredno kretanje
prima zadatak od vieg nivoa ili pak, neposredno od ?????ka-operatora ako vii nivo ne postoji
senzorske informacije podatci o poloaju i brzini pomjeranja zgloba
t????????????vri raspodelu kretanja na podsisteme zglobova
zadatak se prima od vieg nivoa ili ?????ka-operatora neposrednorjeava se inverzni zadatak kinematike nalazi se kretanje zglobova
ne zahtjeva dopunske senzorske informacije
strategijski nivoproblemski orijentisan zadatak
formulisan u obliku zahtjeva za izv??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
planiranje kretanja - ????????? vrste optimizacije
??????????????????????????????????????????
najvii nivo upravljanjaprima zadatak orijentisan ka cilju, analizira ga, i formulie radne operacije
potrebne za njegovo postizanje
???????????????????????????????????????????????????
metode ????????????????????????????????????????????????????????????????????????
Preciznost kretanja????????????????????????????
opisuje se: prostorna rezolucija???????????????????????????????????????
prostorna rezolucijanajmanji pomeraj koji robot moe ???????????????????????????????????????
94
????????????????????????????????????zicioniranja - skup diskretnih poloaja u radnom prostoru
diskretizacija posledica digitalizacije podataka o poloaju u memoriji ????????????????????
npr.unutranja koordinata pamti se u obliku 8-bitne informacije koordinata ima
28=256 diskretnih poloaja
????????????????i ????????????????????????????????????????????????????zazor u prenosnom sistemu
e????????????????????????????????????????????????itd.
ponovljivostsposobnost robota da ostvari poloaj koji mu odredi up????????????????
??????????????????????????????????????????????
interval ponovljivostieksperimentalno - ????????????????????????????????????????????????????????????
intervalu ponovljivosti
t????????????????ranjau konkretnom zadatku robot treba ???????????????????????????????????????????
ne poklapa sa nekim od diskretizacionih poloaja
traeni poloaj - ??????????????????????????????????????????????????????????????definisati
t??????????????????????????????lja odstupanje koordinate traenog poloaja od diskretizacionih poloaja
Tipovi upravljanjau????????????????????????????
upravljanje kontinualnim kretanjem
u?????????????????????????????????????????-to-point control)podrazumeva da se robotu zadaje niz ?????????????????????????????????????????
????????????????????
????????????????????????????????????????????????????
-
95
upravljanje kontinualnim kretanjem (engl. continuons path control)podrazumeva da robot prati zadatu putanju u prostoru uz zadatu promjenu
brzine du putanje
DIGITALNA SHEMA UPRAVLJANJA
??????????a sheme sa povratnom spregom
Upravljanje sa povratnom spregom
Digitalna shema upravljanja
adaptivno upravljanje
96
PLANIRANJE KRETANJA
podrazumeva definisanje nominalnog funkcionalnog kretanja Xnom(t) koje odgovara izvrenju postavljenog zadatka
nekada Xnom(t) ????????????????????????zadatkomnpr. bruenja du konture nekog vara -p????????????????????????
postojanje ?????????????rjeenja nominalnog kretanja?????????????????????bruenja ????????????????????????????????????????????????je
???????????????? -?????nost ????????ih ??????????????
planiranje kretanja izvrnog organa???????????????????????????????????jeavanje
SIMULACIJA KRETANJA ROBOTA
vrij????????????????????????????????om ne moe se smatrati vjerodostojnom dok se ne izvri provjera
provjera - analiza ?????????????????????????????????????????????????????????????????????jednosti parametara
simulacija ponaanja - postupak kojim bi se unaprijed, prij?????????????????????napravljen, analiziralo njegovo ponaanje
s?????????????????????????????????????????????????????????????????????
PROGRAMIRANJE ROBOTA I ROBOTSKI PROGRAMSKI JEZICI
???????????????????????????ranja kretanja??????????????????????
tekstualno programiranje
??????????????????????
???????????????????????se vodi putanjom koja se zahtjeva pri izvrenju zadatkarobot pamti izvreno kretanje i ponavlja ga
razlikujemo r???????????????????????????????
-
97
r???????????? - ?????k-?????????????????????????????????????botaako je ???????????????????????????????????????????- "kopiju" robota
p??????????????? - r????????????????j????????????????????????k-operator ???????????????????????????????????????????????
???????????????
2. ??????????????????????????????????????robotakoritenjem spoljanjih koordinata
tri Dekartove koordinate "vrh???????????????????????????????+
??????????????????????????????????????????????????????????????
3. ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
98
Shema manipulacionog zadatka.