Disciplina

Área

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

Activa nos planos curriculares

MEMec 2021 > MEMec 2021 > 2º Ciclo > Opções Livres > Especialidades Secundárias > Especialidade Secundária em Produção > Sistemas > Robótica de Manipulação

MEBiom 2021 > MEBiom 2021 > 2º Ciclo > Área Principal > Perfis > Perfil de Biomecânica e Dispositivos Biomédicos > Opções > Robótica de Manipulação

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

Nível

Avaliação por Exame Final (50%) e avaliação contínua por Trabalho Laboratorial com entrega de dois relatórios (50%). Nota mínima de 9.5 valores (em 20) em cada componente.

Tipo

Não Estruturante

Regime

Semestral

Carga Horária

1º Semestre

2.0 h/semana

1.5 h/semana

119.0 h/semestre

Objectivos

O objetivo desta unidade curricular é dotar o estudante com os conceitos fundamentais associados ao projeto de robôs manipuladores, nomeadamente o planeamento de trajetórias 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 e ao desenvolvimento de problemas aplicados a várias áreas no domínio da engenharia mecânica e através da realização de um projeto experimental.

Programa

Introdução: estruturas de manipuladores, robôs industriais, de campo e de serviços. Revisão de conceitos: cinemática de manipuladores (posição e orientação de corpos rígidos, cadeia cinemática aberta e fechada, cinemática direta, espaço de juntas e de trabalho), calibração cinemática, cinemática inversa; centro remoto de rotação; 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 trajetórias, trajetórias no espaço de juntas, trajetórias no espaço operacional. Atuadores e sensores: atuadores de junta, servomotores, sensores internos e externos. Arquitectura de controlo. Dinâmica de manipuladores: escalonamento dinâmico de trajetórias, modelo dinâmico no espaço operacional, elipsóide de manipulabilidade dinâmica. Controlo de movimento. Controlo de Interação. Aplicações industriais e desafios atuais.

Metodologia de avaliação

Avaliação por Exame Final (50%) e avaliação contínua por Trabalho Laboratorial com entrega de dois relatórios (50%). Nota mínima de 9.5 valores (em 20) em cada componente.

Pré-requisitos

Aprovação em Identificação de Sistemas ou UC equivalente.

Componente Laboratorial

1. Desenvolvimento da cinemática direta e inversa, Jacobiano, planeamento de trajetórias e controlador para um robô manipulador. 2. Implementação numa das plataformas (Matlab/Simulink, ABB RAPID ou KUKA KRL) disponíveis no laboratório de robótica do Departamento de Engenharia Mecânica.

Princípios Éticos

Todos os membros do grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo o aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa Avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.

Componente de Programação e Computação

Programação em Matlab/Simulink.

Componente de Competências Transversais

Pensamento Crítico e Inovador (p.e. criatividade, pensamento estratégico, abordagens à resolução de problemas) - 20% da componente de avaliação do Trabalho Laboratorial Competências Interpessoais (p.e. apresentações orais, competências de comunicação e organizacionais, trabalho em equipa, etc.) - 10% da componente de avaliação do Trabalho Laboratorial Competências Intrapessoais (p.e. autodisciplina, entusiasmo, perseverança, auto motivação, etc.) - 5% da componente de avaliação do Trabalho Laboratorial

Bibliografia

Principal

"Robotics ‐ Modelling, Planning and Control"

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

2009

Springer Verlag


"Introduction to Robotics: Mechanics and Control"

John Craig

2018

Peason.


"Robot Modeling and Control"

M. Spong, S. Hutchinson and M. Vidyasagar

2005

Wiley.


"Modeling, Identification and Control of Robots"

W. Khalil and E. Dombre

2004

Kogan Page Science.


"Medical Robotics"

Achim Schweikard and Floris Ernst

2015

Springer International Publishing.