Servizi per la didattica
PORTALE DELLA DIDATTICA

Dispositivi e sistemi robotici

05IGYNE

A.A. 2021/22

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 43
Esercitazioni in aula 10
Esercitazioni in laboratorio 27
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Pastorelli Stefano Paolo Professore Ordinario ING-IND/13 43 10 24 0 18
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/13 8 B - Caratterizzanti Ingegneria meccanica
2021/22
L'insegnamento affronta le tematiche caratteristiche dello studio e della progettazione funzionale dei robot, con particolare riferimento alle applicazioni di robotica industriale e di robotica collaborativa. Le conoscenze e le abilità acquisite saranno anche utili per affrontare più in generale problemi relativi a sistemi meccanici multibody.
The subject faces the typical topics of the study and functional design of the robots, with particular reference to industrial robotics and collaborative robotics. The knowledge and skills acquired by the student will also be useful to deal more generally with problems related to multibody mechanical systems.
Conoscenza e capacità di comprensione delle metodologie di base per l'analisi funzionale cinematica e dinamica di robot e di sistemi meccanici multibody - Conoscenza e capacità di utilizzo degli algoritmi per la pianificazione dei movimenti di dispositivi robotici - Conoscenza e capacità di comprensione del funzionamento dei principali componenti meccanici tipicamente utilizzati in dispositivi robotici e capacità di analizzarne le caratteristiche funzionali - Capacità di descrivere, modellizzare, analizzare, progettare e simulare in ambiente software il funzionamento di sistemi robotici multibody - Capacità di leggere e interpretare datasheet di robotici commerciali per applicazioni industriali.
Conoscenza e capacit¿ di comprensione delle metodologie di base per l'analisi funzionale cinematica e dinamica di robot e di sistemi meccanici multibody ¿ Conoscenza e capacit¿ di utilizzo degli algoritmi per la pianificazione dei movimenti di dispositivi robotici ¿ Conoscenza e capacit¿ di comprensione del funzionamento dei principali componenti meccanici tipicamente utilizzati in dispositivi robotici e capacit¿ di analizzarne le caratteristiche funzionali ¿ Capacit¿ di descrivere, modellizzare, analizzare, progettare e simulare in ambiente software il funzionamento di sistemi robotici multibody - Capacit¿ di leggere e interpretare datasheet di robotici commerciali per applicazioni industriali.
Sono richieste conoscenze di base nell'ambito della meccanica teorica e applicata e della componentistica meccanica e l'abilità di applicare le metodologie di studio e gli strumenti di calcolo per l'analisi cinematica e dinamica di sistemi meccanici. Sono richieste inoltre conoscenze dei fondamenti di calcolo differenziale e integrale, della geometria nel piano e nello spazio e dell'algebra matriciale.
Sono richieste conoscenze di base nell'ambito della meccanica teorica e applicata e della componentistica meccanica e l'abilit¿ di applicare le metodologie di studio e gli strumenti di calcolo per l'analisi cinematica e dinamica di sistemi meccanici. Sono richieste inoltre conoscenze dei fondamenti di calcolo differenziale e integrale, della geometria nel piano e nello spazio e dell'algebra matriciale.
- Introduzione alla robotica e ai suoi differenti campi applicativi. Tipologie di robot industriali e collaborativi: architetture ed esempi di applicazioni. (4 ore) - Posa di un corpo rigido e definizione di sistemi di riferimento associati a corpi rigidi. Matrici di posizione ed orientazione; matrici in forma omogenea. Coordinate angolari. Trasformazioni cinematiche omogenee. (12 ore) - Convenzione di Denavit-Hartenberg per lo studio cinematico di strutture robotiche. Cinematica diretta di strutture tipiche di manipolazione. Spazio dei giunti, spazio operativo, ridondanza cinematica di strutture robotiche. Problema cinematico inverso di strutture tipiche di manipolazione. (16 ore) - Cinematica differenziale. Matrice Jacobiana di strutture tipiche di manipolazione. Singolarità cinematiche ed analisi di ridondanza di strutture robotiche. Algoritmi per l'inversione cinematica. (10 ore) - Dualità cineto-statica. Ellissoidi di manipolabilità. (2 ore) - Analisi dell'equilibrio dinamico di strutture meccaniche multibody. Algoritmi di dinamica diretta e inversa. (14 ore) - Pianificazione di traiettorie nello spazio dei giunti e nello spazio operativo. (10 ore) - Analisi funzionale di strutture di polsi per robot. Organi di trasmissione del moto per applicazioni robotiche. Riduttori di velocit¿ per applicazioni robotiche. Dispositivi di bilanciamento di manipolatori robotici. (12 ore)
- Introduzione alla robotica e ai suoi differenti campi applicativi. Tipologie di robot industriali e collaborativi: architetture ed esempi di applicazioni. (4 ore) - Posa di un corpo rigido e definizione di sistemi di riferimento associati a corpi rigidi. Matrici di posizione ed orientazione; matrici in forma omogenea. Coordinate angolari. Trasformazioni cinematiche omogenee. (12 ore) - Convenzione di Denavit-Hartenberg per lo studio cinematico di strutture robotiche. Cinematica diretta di strutture tipiche di manipolazione. Spazio dei giunti, spazio operativo, ridondanza cinematica di strutture robotiche. Problema cinematico inverso di strutture tipiche di manipolazione. (16 ore) - Cinematica differenziale. Matrice Jacobiana di strutture tipiche di manipolazione. Singolarit¿ cinematiche ed analisi di ridondanza di strutture robotiche. Algoritmi per l¿inversione cinematica. (10 ore) - Dualit¿ cineto-statica. Ellissoidi di manipolabilit¿. (2 ore) - Analisi dell¿equilibrio dinamico di strutture meccaniche multibody. Algoritmi di dinamica diretta e inversa. (14 ore) - Pianificazione di traiettorie nello spazio dei giunti e nello spazio operativo. (10 ore) - Analisi funzionale di strutture di polsi per robot. Organi di trasmissione del moto per applicazioni robotiche. Riduttori di velocit¿ per applicazioni robotiche. Dispositivi di bilanciamento di manipolatori robotici. (12 ore)
L'insegnamento si svolgerà attraverso lezioni in aula con videoproiezione di materiale didattico e esercitazioni di calcolo in aula. A queste si affiancheranno esercitazioni presso laboratorio informatico, durante le quali verrà sviluppata l'abilità di implementare un codice software per la modellazione, l'analisi e la simulazione delle prestazioni funzionali di un robot; tali esercitazioni avranno lo scopo di approfondire e applicare ad un caso di riferimento gli argomenti trattati a lezione. Si richiede la stesura di una relazione dell'attività svolta presso il laboratorio informatico da parte di ogni studentessa o studente, da presentare in sede di esame orale facoltativo. Inoltre, sarà condotta una esercitazione presso laboratorio sperimentale rivolta all'utilizzo di un braccio robotico collaborativo.
L'insegnamento si svolger¿ attraverso lezioni in aula con videoproiezione di materiale didattico e esercitazioni di calcolo in aula. A queste si affiancheranno esercitazioni presso laboratorio informatico, durante le quali verr¿ sviluppata l'abilit¿ di implementare un codice software per la modellazione, l¿analisi e la simulazione delle prestazioni funzionali di un robot; tali esercitazioni avranno lo scopo di approfondire e applicare ad un caso di riferimento gli argomenti trattati a lezione. Si richiede la stesura di una relazione dell¿attivit¿ svolta presso il laboratorio informatico da parte di ogni studentessa o studente, da presentare in sede di esame orale facoltativo. Inoltre, sar¿ condotta una esercitazione presso laboratorio sperimentale rivolta all'utilizzo di un braccio robotico collaborativo.
Dispense del materiale didattico utilizzato durante le lezioni ed esercitazioni verranno fornite attraverso la pagina del corso sul Portale della Didattica. Testi di complemento: B. Siciliano, L. Schiavicco, L. Villani, G. Oriolo, "Robotica: modellistica, pianificazione e controllo", McGraw-Hill, 2008 P. Corke, "Robotics, Vision and Control", 2nd edition, Springer, 2017 K. M. Lynch, F. C. Park, "Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control", Cambridge University Press, 2017 L. Tsai, "Robot Analysis: The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators", John Wiley & Sons, Inc., 1999
Dispense del materiale didattico utilizzato durante le lezioni ed esercitazioni verranno fornite attraverso la pagina del corso sul Portale della Didattica. Testi di complemento: B. Siciliano, L. Schiavicco, L. Villani, G. Oriolo, "Robotica ¿ modellistica, pianificazione e controllo", McGraw-Hill, 2008 P. Corke, "Robotics, Vision and Control", 2nd edition, Springer, 2017 K. M. Lynch, F. C. Park, "Modern Robotics: Mechanics, Planning, and Control", Cambridge University Press, 2017 L. Tsai, "Robot Analysis: The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators", John Wiley & Sons, Inc., 1999
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa;
L'esame è volto ad accertare il livello di conoscenza e comprensione degli argomenti elencati nel programma e presentati durante lezioni ed esercitazioni del corso e il raggiungimento delle capacità descritte nei risultati di apprendimento attesi. L'esame consiste di una prova scritta articolata su tre o quattro domande a risposta aperta, per una durata complessiva di circa 90 minuti, cui può aggiungersi una prova orale facoltativa a discrezione dello studente. Durante l'esame non è consentito l'uso di appunti, libri di testo o altro materiale didattico o di supporto elettronico. Le prove scritta e orale vertono su tutti gli argomenti trattati a lezione, esercitazione e laboratorio. Inoltre, durante la prova orale è richiesta la presentazione di un report che illustri obiettivi, strumenti di soluzione implementati e risultati ottenuti, relativi all'attività di laboratorio. La valutazione delle prove viene espressa considerando la pertinenza della risposta ai quesisti, la correttezza della risposta, la capacità di rispondere in modo chiaro e con terminologia appropriata, la capacità di sintesi e di collegamento logico tra i vari argomenti. Il voto massimo dell'esame è pari a 30/30 con lode; l'esame è superato con voto minimo 18/30. Il voto massimo attribuibile alla prova scritta è 28/30 (con punteggio per ciascuna domanda variabile in base alla difficoltà tra 6 e 10 punti); il voto attribuibile alla prova orale può essere compreso tra un minimo di -2 e un massimo di +4 punti. Per essere ammessi a sostenere la prova orale, facoltativa, è necessario ottenere nella prova scritta un punteggio minimo di 18 punti. Il voto finale è espresso dalla somma del voto della prova scritta e della prova orale (valutata 0 punti se non condotta). Al termine della correzione della prova scritta, i voti saranno pubblicati sul Portale della Didattica e verranno indicate le modalità di visione dei compiti. Di norma, la prova orale facoltativa va sostenuta nella data di visione degli elaborati scritti.
Exam: Written test; Optional oral exam;
Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);
L'esame è volto ad accertare il livello di conoscenza e comprensione degli argomenti elencati nel programma e presentati durante lezioni ed esercitazioni del corso e il raggiungimento delle capacità descritte nei risultati di apprendimento attesi. L'esame consiste di una prova scritta articolata su tre o quattro domande a risposta aperta, per una durata complessiva di circa 90 minuti, cui può aggiungersi una prova orale facoltativa a discrezione dello studente. Durante l'esame non è consentito l'uso di appunti, libri di testo o altro materiale didattico o di supporto elettronico. Le prove scritta e orale vertono su tutti gli argomenti trattati a lezione, esercitazione e laboratorio. Inoltre, durante la prova orale è richiesta la presentazione di un report che illustri obiettivi, strumenti di soluzione implementati e risultati ottenuti, relativi all'attività di laboratorio. La valutazione delle prove viene espressa considerando la pertinenza della risposta ai quesisti, la correttezza della risposta, la capacità di rispondere in modo chiaro e con terminologia appropriata, la capacità di sintesi e di collegamento logico tra i vari argomenti. Il voto massimo dell'esame è pari a 30/30 con lode; l'esame è superato con voto minimo 18/30. Il voto massimo attribuibile alla prova scritta è 28/30 (con punteggio per ciascuna domanda variabile in base alla difficoltà tra 6 e 10 punti); il voto attribuibile alla prova orale può essere compreso tra un minimo di -2 e un massimo di +4 punti. Per essere ammessi a sostenere la prova orale, facoltativa, è necessario ottenere nella prova scritta un punteggio minimo di 18 punti. Il voto finale è espresso dalla somma del voto della prova scritta e della prova orale (valutata 0 punti se non condotta). Al termine della correzione della prova scritta, i voti saranno pubblicati sul Portale della Didattica e verranno indicate le modalità di visione dei compiti. Di norma, la prova orale facoltativa va sostenuta nella data di visione degli elaborati scritti.
Exam: Optional oral exam; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Prova scritta a risposta aperta o chiusa tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo Exam integrata con strumenti di proctoring (Respondus);
L'esame è volto ad accertare il livello di conoscenza e comprensione degli argomenti elencati nel programma e presentati durante lezioni ed esercitazioni del corso e il raggiungimento delle capacità descritte nei risultati di apprendimento attesi. L'esame consiste di una prova scritta articolata su tre o quattro domande a risposta aperta, per una durata complessiva di circa 90 minuti, cui può aggiungersi una prova orale facoltativa a discrezione dello studente. Durante l'esame non è consentito l'uso di appunti, libri di testo o altro materiale didattico o di supporto elettronico. Le prove scritta e orale vertono su tutti gli argomenti trattati a lezione, esercitazione e laboratorio. Inoltre, durante la prova orale è richiesta la presentazione di un report che illustri obiettivi, strumenti di soluzione implementati e risultati ottenuti, relativi all'attività di laboratorio. La valutazione delle prove viene espressa considerando la pertinenza della risposta ai quesisti, la correttezza della risposta, la capacità di rispondere in modo chiaro e con terminologia appropriata, la capacità di sintesi e di collegamento logico tra i vari argomenti. Il voto massimo dell'esame è pari a 30/30 con lode; l'esame è superato con voto minimo 18/30. Il voto massimo attribuibile alla prova scritta è 28/30 (con punteggio per ciascuna domanda variabile in base alla difficoltà tra 6 e 10 punti); il voto attribuibile alla prova orale può essere compreso tra un minimo di -2 e un massimo di +4 punti. Per essere ammessi a sostenere la prova orale, facoltativa, è necessario ottenere nella prova scritta un punteggio minimo di 18 punti. Il voto finale è espresso dalla somma del voto della prova scritta e della prova orale (valutata 0 punti se non condotta). Al termine della correzione della prova scritta, i voti saranno pubblicati sul Portale della Didattica e verranno indicate le modalità di visione dei compiti. Di norma, la prova orale facoltativa va sostenuta nella data di visione degli elaborati scritti.
Exam: Written test; Optional oral exam; Computer-based written test with open-ended questions or multiple-choice questions using the Exam platform and proctoring tools (Respondus);
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