Generiranje trajektorije robota
SADRŽAJ
1. UVOD……………………………………………………………………………… 5
2. OPCENITO O ROBOTICI( OSNOVNE ZNAČAJKE)…………………….
2.1 Definicija robota……………………………………………………………..
2.2 Podjela robota………………………………………………………………..
2.3 Vrste pogona……………………………………………………………..
2.4 Geometrija radnog prostora…………………………………………….
2.5 Načini upravljanja kretanjem…………………………………………..
2.6 Karakteristike robota………………………………………………..
2.7 Broj osi i radna okolina…………………………………………….
2.8 Nosivost i brzina…………………………………………………
2.9 Dohvat i hod …………………………………………………..
2.10 Ponovljivost,preciznost i točnost…………………………………….
3. UPRAVLJANJE ROBOTOM...........................................................
3.1 Osnovni koncepti upravljanja…………………………………………
3.2 Hijerarhijsko upravljanje robotima………………………………………..
3.3 Problem upravljanja……………………………………………………….
3.4 Upravljanje u prostoru zglobova……………………………………………
3.5 Upravljanje u operacijskom prostoru………………………………………….
4. GENERIRANJE TRAJEKTORIJE…………………………………………….
4.1. Generiranje trajektorije u zglobovskom prostoru……………………………….
4.1.1. Kretanje od točke do točke …………………………………………………….
4.1.2. Generiranje trajektorije od točke do točke interpolacijom kubnim polinomom……
4.1.3 Generiranje trajektorije od točke do točke postupkom nadoveznih polinoma……
2
1. UVOD
Robotika je primjenjena tehnička znanost koja predstavlja spoj strojeva i računalske
tehnike .Ona uključuje različite oblasti kao što su projektiranje strojeva, teoriju
upravljanja i regulacije, mikroelektroniku, kompjutersko programiranje, umjetnu
inteligenciju ,ljudski faktor i teoriju proizvodnje.Drugim riječima, robotika je znanost
koja pokriva područja mehanike, elektronike, informatike i automatike. Ona se bavi
prvenstveno proučavanjima strojeva koji mogu zamjeniti čovjeka u izvršavanju zadataka,
kao što su razni oblici fizičkih aktivnosti i donošenja odluka(odlučivanje). Razvoj
robotike je iniciran željom čovjeka da pokuša pronaći zamjenu za sebe koja bi imala
mogućnost oponašanja njegovih svojstava u različitim primjenama, uzimajući u obzir i
međudjelovanje sa okolinom koja ga okružuje. U 20 st. prvi se put susreće naziv robot:
uveo ga je češki književnik K.Čapek 1920.g. u svojoj drami “RUR” (Rossumovi
univerzalni roboti).Suvremeni roboti nastali su 1950 –tih u SAD-u, a potječu od
pronalaska teleoptera, s jedne strane, te numerički upravljanih alatnih strojeva, s druge
strane. U Americi je robot Insitute of America, 1980 godine, definirao robota kao
višefunkcionalnog manipulatora s mogućnošću reprogramiranja, projektiranog da prenosi
materijale, dijelove ,alatke i posebne naprave kroz različite programirane pokrete u svrhu
obavljanja različitih zadataka. Ova definicija je prilično restriktivna, budući da isključuje
mobilne robote, koji u današnje vrijeme doživljavaju ekspanziju. Općenitija bi definicija
bila da je robot stroj koji posjeduje inteligentnu vezu između percepcije i akcije., S tim u
vezi se može definirati pojam inteligentnog robota kao stroja sposobnog da prikuplja
informacije iz okolnog svijeta i koristeći znanje o okolini uspijeva da se uspješno kreće u
njoj. Računarsko upravljanje robotskim sistemima teži primjeni ekspertnih sistema i
umjetne inteligencije u području automatskog upravljanja.Temeljni trend u robotici
odnosi se na mobilnost , inteligenciju i autonomnost u nestrukturiranoj sredini. Ovaj trend
je moguće postići upotrebom malih, jeftinih i visokoperformantnih računala. Termin
robot, u ovom kontekstu, predstavlja sistem koji je sposoban ostvariti predviđena
ponašanja u realnom svijetu .Robotski sistemi dobivaju signale(ulaze) iz okoline sredine
preko senzora i djeluje na istu pomoću pogona (aktuatora) .Veza između opažanja i
4
djelovanja može biti ostvarena jednostavnom obradom signala ili pak može uključivati
složene postupke odlučivanja, interpretaciju cilja i druge aspekte rasuđivanja. Većina
autonomnih sistema pokazuju samo neke oblike mobilnosti: na zemlji, pod vodom, u
zraku ili u svemiru. Mobilnost se može načiniti upotrebom kotača, nogu, peraja, rotora ili
drugih pogona.Težište je na mogućnosti gibanja i samodovoljnosti, a ne na činjenici da je
sistem biološka imitacija. Naravno biološki modeli robotskih sistema su od važnog
interesa budući da su živi sistemi prototipovi autonomnih ponašanja.
2. OPĆENITO O ROBOTICI
Robotika je tehnička disciplina koja je nastala prije svega da olakša obavljanje nekih
poslova čovjeku.Ljudi su imali želju da stvore „ umjetnog čovjeka“ upravo ne temelju
robotike, kojoj se čovjek posvećuje kako bi projektirao i napravio idealnog robota.
Riječ robot prvi put spominje se u drami češkog pisca Karela Čapeka (1890-1938)
R.U.R (Rossumovi univerzalni roboti), praizvedenoj u Pragu 1920. godine (Slika
1.1). U toj kolektivnoj drami, izumitelj Rossum uspijeva otkriti formulu izrade robota
koji svojim izgledom i sposobnostima gotovo u potpunosti mogu zamijeniti ljude. Zbog
ogromne potražnje za robotima dolazi do hiperprodukcije i ubrzanog usavršavanja
robota("evolucije"), njihove društvene samoorganizacije i konačno,
generalne pobune protiv ljudi koja završava potpunim zatiranjem ljudske vrste.Nažalost
po njih, uništena je i Rossumova formula za njihovu proizvodnju, čime se roboti
suočavaju s problemom nemogućnosti produljenja svoje vrste .
Iskrom ljubavi, koja se u epilogu drame rađa između dva robota različitog spola
najnaprednije generacije, otvara se tračak nade u mogućnost opstanak robotske vrste
Svaki ljubitelj znanstvene fantastike u ovom zapletu može prepoznati ideje
koje i danas dominiraju djelima ovog žanra. Upravo jedan od najpoznatijih klasika
znanstvene fantastike, Isaac Asimov (1920-1992), u svojoj kratkoj priči Runaround prvi
put spominje riječ ROBOTIKA s osnovnim značenjem studije uporabe robota.
5
robotska ruka. Robot, odnosno robotska ruka može se modelirati u obliku lanca
krutih članaka, koji su međusobno povezani pokretljivim zglobovima. Zglobovi su u
pravilu rotacijski ili translacijski.
Tako se kod robota s rotacijskim zglobovima može uočiti naglašena sličnost s građom
ljudske ruke, pa se takvi roboti nazivaju artikulirane robotske ruke.Pojedini članci takvih
robota odgovaraju ljudskim grudima, nadlaktici i podlaktici, a zglobovi ramenu,laktu i
ručnom zglobu.
Na kraju robotske ruke nalazi se završni mehanizam koji se još naziva alat, prihvatnica
ili šaka. Prihvatnica najčešće ima dva prsta ili više prstiju, koji se otvaraju i zatvaraju
Manipulator (lat. manipulus = hrv. šaka; lat. manus = hrv. ruka) je najčešće stroj za
obavljanje pomoćnih operacija, koje se odnose na promjenu položaja materijala pri
obradi i montaži. Općenito je prihvaćeno da suvremeni manipulatori vuku porijeklo od
izuma G. C. Devola iz 1954. godine, koji je primijenio novi koncept upravljanja strojem
za manipulaciju materijalima, zasnovan na učenju manipulaciskog zadatka u početnoj
fazi te uzastopnom ponavljanju naučenog zadatka u fazi eksploatacije.
Slika 2.2: Različiti oblici završnih mehanizama za poslove paletizacije
(Euroimpianti s.p.a)
2.2 Podjela robota
7
