×
You don’t have to be great to start, but you have to start to be great.
--Your friends at LectureNotes
Close

Robotics and Robot Applications

by Engineering KingsEngineering Kings
Type: NoteOffline Downloads: 333Views: 13560Uploaded: 4 months ago

Share it with your friends

Suggested Materials

Leave your Comments

Contributors

Engineering Kings
Engineering Kings
THE BASICS OF ROBOTICS LAHDEN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikan ala Kone- ja tuotantotekniikka Mekatroniikka Opinnäytetyö Syksy 2011 Fareed Shakhatreh
Lahti University of Applied Sciences Machine- and production technology SHAKHATREH, FAREED: The basics of robotics Mechatronics thesis, 122 pages Autumn 2011 ABSTRACT The basics of robotics are one of the rare subjects to be handled as a whole in a due to the extreme diversity of scientific technologies it incorporates. It uses quite many fields of technology, for example; mechanical engineering, electrical engineering, computer sciences, electronics, sensors, actuators and artificial intelligent. It is a multidimensional area which takes advantage of all engineering studies that exist in our life besides a hard mathematical module application which is required to be applied. One of the biggest challenges of writing this thesis was to uncover enough material that involves robotic design. To understand the mechanical design of a robot we need to study matrix, vectors, derivate, integral and basic physics, servo motor selection and design in addition to choose the gears and linking methods. Hydraulics and pneumatics are quite important in this field and to know how we can create communication between sensors and actuators through a programmable logic system, finally programming is the method of communication. The aim of my thesis is to pick out the most important subjects that handle robot design. I tried to be brief and direct to the subject and tried to summarize the most important aspect in this field that was quite a big challenge in my thesis because of huge amount of different technologies that are handled. Any student who will read my thesis will find it an orientation towards understanding robot design and pointing out the most important tips on this field, since it is brief and short and goes straight to the point. Keywords: Degree of freedom, Robot, Articulated robot, Trajectory planning, Mapping 1
Lahden ammattikorkeakoulu Kone- ja tuotantotekniikka SHAKHATREH, FAREED: Robotics perusteet Mekatroniikan opinnäytetyö, 122 sivua Syksy 2011 TIIVISTELMÄ Robotiikan perusteet, yksi harvinaisista aiheista, jota käsitellään päättötyössä kokonaisena sen takia, että siinä sovelletaan suuri määrä eri tieteen tekniikoita. Siinä käytetään melko monia tekniikan aloja kuten koneenrakennus, sähkötekniikka, tietojenkäsittely, elektroniikka, anturit, toimilaitteet ja keinotekoinen äly. Voimme nähdä, että se on moniulotteinen ala, joka hyödyntää kaikkia insinööriopintoja, joita elämässämme on, lisäksi vaikean matemaattisen moduulin soveltamista vaaditaan. Yksi suurimmista haasteista tämän päättötyön teossa oli löytää tarpeeksi materiaalia, mikä kattaa vain robottisuunnittelun ja keskittyä lähinnä kyseiseen alueeseen. Päättötyössäni olen yrittänyt poimia tärkeimmän aiheen, joka käsittelee robottisuunnittelua ja keskittyä lähinnä siihen suuntaan. Samaan aikaan olen yrittänyt olla lyhyt ja ytimekäs aiheessa ja yrittänyt kiteyttää tämän alan tärkeimmän näkökohdan, mikä oli melko suuri haaste päättötyössäni käsiteltävien eri tekniikoiden suuren määrän vuoksi. Ymmärtääksemme robotin mekaanista suunnittelua meidän täytyy opiskella matriiseja, vektoreita, derivaattoja, integraaleja ja fysiikan perusteita, meidän täytyy opiskella melko hyvin servomoottorien valikoimaa ja suunnittelua, sen lisäksi valita vaihteet ja yhdistämismetodit. Hydrauliikka- ja pneumatiikkatietous ovat melko tärkeitä tällä alalla, ja kuinka voimme luoda viestintää anturien ja toimilaitteiden välillä ohjelmoitavan logiikkajärjestelmän kautta, lopulta ohjelmointi on tapa viestiä. Kuka tahansa opiskelija, joka lukee päättötyöni, se olisi hänelle kuin orientaatio robottisuunnittelun ymmärtämiseen ja se osoittaa tärkeimmät vinkit tällä alalla, koska se on lyhyt, se menee suoraan asiaan. Avainsanat: Vapausasteita, Robot, Kiertyväniveliset robotit, Kehityskaari suunnittelu , Mapping.
1 INTRODUCTION .......................................................................................... 1 2 INTRODUCTION FOR ROBOTICS BASICS .................................................. 2 3 4 5 6 2.1 Introduction ............................................................................................ 2 2.2 Automation ............................................................................................ 2 2.3 Robot applications in our lives .................................................................. 3 2.4 Types of robot ........................................................................................ 6 2.5 Required studies in robotics ...................................................................... 8 2.6 Extrapolating from nature ......................................................................... 9 2.7 Comparing robots to humans .................................................................... 9 2.8 Programming a robot by teaching method .................................................. 9 2.9 Typical programming of an industrial robot .............................................. 10 2.10 Accuracy and repeatability of addressable points ............................... 11 TECHNOLOGIES OF A ROBOT .................................................................. 12 3.1 Introduction .......................................................................................... 12 3.2 Sub systems .......................................................................................... 12 3.3 Transmission system (Mechanics) ........................................................... 17 3.4 Power generation and storage system ....................................................... 20 3.5 Sensors ................................................................................................ 20 3.6 Electronics ........................................................................................... 25 3.7 Algorithms and software ........................................................................ 27 SERVO MOTOR DESIGN ........................................................................... 28 4.1 Introduction .......................................................................................... 28 4.2 Servo motor main types ......................................................................... 28 4.3 Application types in servo motor ............................................................. 31 4.4 How to define a suitable servo motor speed .............................................. 32 4.5 Servo motor gearbox ............................................................................. 32 4.6 Servo motor gearbox .......................................................................... 32 4.7 Choosing a suitable gearbox ................................................................... 33 4.8 Controlling inertia ................................................................................ 34 4.9 A Base servo motor example in a robot .............................................. 36 4.10 Resolution........................................................................................... 38 INDUSTRIAL ROBOT ................................................................................ 40 5.1 Introduction ......................................................................................... 40 5.2 History of a robot ................................................................................ 40 5.3 Main types of an industrial robot ......................................................... 41 5.4 Main robot motions ............................................................................. 42 5.5 Scara robot vs articulated robot: ......................................................... 44 5.6 End effectors ...................................................................................... 45 INDUSTRIAL MANIPULATORS AND ITS KINEMATICS ........................... 46

Lecture Notes