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Anno Accademico 2010/11
04CFIOV
Robotica
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica (Computer Engineering) - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Anni incarico
Indri Marina ORARIO RICEVIMENTO AC ING-INF/04 30 24 6 9
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-INF/04 6 C - Affini o integrative AttivitÓ formative affini o integrative
Esclusioni:
01NPQ; 01NPR; 01NQY; 01NNE
Presentazione

The course is taught in Italian.
Scopo del corso Ŕ fornire le basi per comprendere ed utilizzare i robot industriali e i robot mobili di servizio. Vengono perci˛ fornite le basi teoriche per descrivere la cinematica, la statica e la dinamica dei robot industriali e mobili. Vengono descritti e analizzati i principali schemi di controllo dei robot industriali. Sono anche trattati a livello generale i principali problemi connessi alla robotica mobile, quali le strutture di locomozione, la pianificazione del moto e i principali schemi di gestione dell'autonomia.
Risultati di apprendimento attesi
Lo studente deve acquisire e sviluppare le seguenti conoscenze e abilitÓ:
- Conoscenza dei vari tipi di robot industriali a partire dalle caratteristiche della catena cinematica dei bracci; conoscenza dei vari tipi di polso.
- Conoscenza della geometria tridimensionale, con riferimento alle trasformazioni di roto-traslazione rigida; conoscenza delle varie modalitÓ per rappresentare l'assetto di un corpo rigido e capacitÓ di risolvere semplici esercizi di roto-traslazione.
- CapacitÓ di analizzare una catena cinematica, fornendone i sistemi di riferimento e scrivendo le equazioni della cinematica diretta ed inversa di posizione.
- Conoscenza della cinematica diretta e inversa di velocitÓ e delle caratteristiche dello Jacobiano; capacitÓ di sviluppare esempi di tali concetti per catene cinematiche anche complesse.
- Conoscenza delle relazioni cineto-statiche; capacitÓ di sviluppare esempi di tali concetti per catene cinematiche anche complesse.
- Conoscenza delle equazioni dinamiche di un braccio robotico ed interpretazione fisica dei loro termini; caratteristiche strutturali di tali equazioni per il controllo; capacitÓ di sviluppare semplici modelli dinamici di catene cinematiche.
- Conoscenza dei principali schemi di controllo a giunti indipendenti e a dinamica inversa; capacitÓ di analizzare tali schemi e valutarne le caratteristiche positive e negative e la complessitÓ realizzativa; conoscenza basica di schemi di controllo avanzati.
- Conoscenza delle attuali tendenze della robotica mobile e di servizio; capacitÓ di inquadrare un problema di robotica mobile nel contesto appropriato.
- Conoscenza delle principali strutture di locomozione e, in particolare, dei rover su ruote.
- Conoscenza dei principali schemi di gestione dell'autonomia di robot mobili.
Prerequisiti / Conoscenze pregresse
Conoscenza della Fisica di base, in particolare Meccanica ed Elettromagnetismo, fondamenti del calcolo vettoriale (somma, prodotto scalare e vettoriale) e matriciale (proprietÓ e operazioni fondamentali delle matrici, determinante, traccia, autovalori), elementi di automatica (stati, ingressi, uscite, funzioni di trasferimento), elementi di controlli automatici (semplici reti di compensazione proporzionale, integrale, derivativa).
Programma
Argomenti trattati nel corso e relativo peso in crediti.
- Definizioni, catene cinematiche, gradi di libertÓ, ridondanza, tipi di bracci robotici, tipi di polsi robotici; trasformazioni geometriche in 3D, rotazioni e traslazioni, assetto di un corpo rigido e sue rappresentazioni (1 cr)
- Convenzioni di Denavit-Hartenberg, cinematica di posizione e differenziale, Jacobiani, statica, relazioni cineto-statiche (1 cr)
- Equazioni dinamiche di robot e loro proprietÓ; modelli fisici della catena motore-motoriduttore-braccio robotico (1 cr)
- Pianificazione del moto, schemi di controllo di bracci robotici rigidi, controllo lineare e controllo non lineare, schemi di controllo avanzati (1.8 cr)
- Robotica mobile, strutture, locomozione, intelligenza di bordo e gestione dell'autonomia (1.2 cr)
Organizzazione dell'insegnamento
Le esercitazioni in aula riguardano esempi svolti ed esercizi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni immediatamente precedenti.
Le esercitazioni di laboratorio possono riguardare la simulazione di sistemi robotici o prove sperimentali utilizzando il braccio robotico disponibile presso il DAUIN.
Testi richiesti o raccomandati: letture, dispense, altro materiale didattico

B. Bona, 'Modellistica dei Robot Industriali', CELID, Torino, 2002
B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani, G. Oriolo, 'Robotica, Modellistica, pianificazione e controllo', McGraw-Hill, 2008 (o la sua versione inglese, edita da Springer, 2009)
SarÓ inoltre reso disponibile dal docente ulteriore materiale sul portale della didattica.
Criteri, regole e procedure per l'esame
L'esame finale Ŕ scritto. Comprende una serie di domande, in parte a risposta multipla ed in parte a risposta aperta, relative agli argomenti trattati in aula. Pu˛ essere presente anche una domanda relativa agli argomenti trattati in laboratorio. Il tempo assegnato per lo svolgimento Ŕ di 2 ore. Non Ŕ previsto un esame orale.
Il voto d'esame viene calcolato dalla media pesata dei punteggi assegnati alle domande. In caso di domande a scelta multipla, ogni risposta sbagliata comporta una penalizzazione pari al 25% del peso della domanda.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2010/11
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