Disciplina
Robótica de Manipulação
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 > Área de Especialização > Biomecânica e Dispositivos Biomédicos > Opções > Robótica de Manipulação
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.
Pré-requisitos
Componente Laboratorial
Princípios Éticos
Componente de Programação e Computação
Componente de Competências Transversais
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
Apontamentos da disciplina Robótica de Manipulação
Secundária
Introduction to Robotics: Mechanics and Control
M. Spong, S. Hutchinson and M. Vidyasagar
Modeling, Identification and Control of Robots