Disciplina

Área

Área Científica de Controlo, Automação e Informática Industrial > Controlo, Automação e Robótica

Activa nos planos curriculares

MEMec 2006 > MEMec 2006 > 2º Ciclo > Áreas de Especialização > Sistemas > Robótica de Manipulação

Nível

Exame (50%) e trabalho laboratorial (50%). Exame oral obrigatório para notas superiores a 17 valores e sempre que haja dúvidas.

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

3.0 h/semana

1.0 h/semana

0.5 h/semana

105.0 h/semestre

Objectivos

O objectivo desta unidade curricular é dotar o estudante com os conceitos fundamentais associados ao projecto de robôs manipuladores, nomeadamente a modelação cinemática e dinâmica, o planeamento de trajectórias e o controlo de posição e força de robôs manipuladores. A formação teórica do aluno é complementada com a operação de robôs manipuladores em laboratório, através da realização de um projecto experimental.

Programa

INTRODUÇÃO: estruturas de manipuladores, robôs industriais, de campo e de serviços; CINEMÁTICA DE MANIPULADORES: posição e orientação de corpos rígidos, cadeia cinemática aberta e fechada, cinemática directa, espaço de juntas e de trabalho, calibração cinemática, cinemática inversa; CINEMÁTICA DIFERENCIAL E ESTÁTICA: Jacobiano geométrico e analítico, redundância, singularidades, cinemática diferencial inversa, estática, dualidade cineto‐estática, elipsóides de manipulabilidade; PLANEAMENTO DE TRAJECTÓRIAS: caminhos e trajectórias, trajectórias no espaço de juntas, trajectórias no espaço operacional; ACTUADORES E SENSORES: actuadores de junta, servomotores, sensores internos e externos; ARQUITECTURA DE CONTROLO: arquitectura funcional, ambiente de programação, arquitectura de hardware; DINÂMICA DE MANIPULADORES: formulação de Lagrange, propriedades notáveis do modelo dinâmico, identificação dos parâmetros dinâmicos, formulação de Newton‐Euler, dinâmica directa e inversa, escalonamento dinâmico de trajectórias, modelo dinâmico no espaço operacional, elipsóide de manipulabilidade dinâmica; CONTROLO DE MOVIMENTO: controlo no espaço de juntas, controlo descentralizado,controlo directo por binário calculado, controlo centralizado, controlo no espaço operacional; CONTROLO DE INTERACÇÃO: controlo de complacência, controlo de impedância, controlo de força, controlo híbrido de posição/força. O trabalho experimental incide sobre a operação do robô manipulador Light Weight Robot ? LWR do fabricante KUKA, e do robô manipulador IRB140 do fabricante ABB.

Metodologia de avaliação

Exame (50%) e trabalho laboratorial (50%). Exame oral obrigatório para notas superiores a 17 valores e sempre que haja dúvidas.

Bibliografia

Principal

Robotics ‐Modelling, Planning and Control (Capítulos 1 a 9, Anexos A, B e C)

B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani and G. Oriolo

2009

Springer‐Verlag


Apontamentos da disciplina Robótica de Manipulação

Jorge Martins

2009

IST


Secundária

Introduction to Robotics: Mechanics and Control

John Craig

2004

Prentice Hall


Robot Modeling and Control

M. Spong, S. Hutchinson and M. Vidyasagar

2006

John Wiley & Sons


Modeling, Identification and Control of Robots

W. Khalil and E. Dombre

2004

Kogan Page Science