Materiały do laboratorium podstaw robotyki

Laboratorium trwa 15 godzin i jest realizowane przez pół semestru. W czasie laboratorium poznacie w jaki sposób przejść od wyszukiwania dokumentacji (datasheetów) manipulatorów do ich modelowania i obliczeń kinematyki prostej i odwrotnej.

Celem laboratorium jest przybliżyć, jak takie modelowanie można wykonań w praktyce i przygotować was do dalszych działań z robotyką w szególności do pracy w systemie ROS (Robot Operating System) i MATLABie.

Schemat laboratorium

Kolejne zadania w trakcie laboratorium przedstawiłem na schemacie, są to:

Materiały

Większość materiałów do laboratorium jest dostępna poprzez linki na tym blogu. Nagrałem też filmiki instruktażowe na Youtube.

Instrukcja do MyModelRobot: https://www.youtube.com/watch?v=W3Ggv0Xdbuw

Instrukcja do tworzenia URDF: http://gentle.pl/2017/05/04/budowanie-robota-urdf.html

Instrukcja do rozwiązywania zagadnienia kinematyki prostej i odwrotnej za pomocą MATLABA i RoboticsToobox: https://docs.google.com/document/pub?id=1iEk2RW_fXzR09AjpgYyyZFcKCF6K_6p-GiWEsUvbTV4

Narzędzia

MyModelRobot https://mymodelrobot.appspot.com

Konwerter tabeli Denavita-Hartenberga do URDF http://adohaha.github.io/DH2URDF

Marker HIRO http://mymodelrobot.appspot.com/data/HIRO.jpg

Literatura i materiały pomocnicze

Szczególnie polecam książkę Peter’a Corke’a, autora RoboticsToolbox. Opisane są w niej krok po kroku zadania kinematyki prostej i odwrotnej, jak też podstawy teoretyczne.

Książka “Robotics, Vision & Control - Peter Corke.” 2011. 3 Nov. 2012

Oraz jego kursy online (MOOC): https://www.mooc-list.com/instructor/peter-corke

Sprawozdanie

Podstawą oceny z laboratorium jest sprawozdanie, także musi się w nim znaleść opis wszystkiego co zostało zrobione.

  • Muszą pojawić się modele robota: URDF w osobnym pliku ale także screen robota (jako JPG ew PNG) z mymodelrobot.
  • Tabela D-H i odpowiadający jej rysunek.
  • Opis samego robota, tj. do czego jest przeznaczony, jakie ma parametry (precyzja, prędkość, udźwig itd)
  • W przypadku kinematyki prostej:
    • wykresy zadawanych położeń złączowych, wynikające z nich trajektorie (w programie MATLAB i Mymodelrobot).
    • Także osobny plik csv z trajektorią.
  • W przypadku kinematyki odwrotnej:
    • wykres zadawanej trajektorii kartezjańskiej,
    • wykres wynikowej trajektorii kartezjańskiej (teoretycznie powinny być identyczne)
    • screen trejektorii z programu mymymodelrobot.

Opis: w sprawozdaniu musi się pojawić opis kroków które zrobiliście, tak jak m plik (też załączony) jest dla komputera, tak czytający sprawozdanie musi zrozumieć ciąg kroków, które zostały zrobione aby otrzymać wynik. Załóżcie, że opisujecie swoją pracę przyszłemu pracodawcy. Wszystkie pliki proszę o przesłanie mailem, w tytule [sprawozdanie lab. podstawy robotyki] w treści email: imiona nazwiska i numery indeksów w załączniku: sprawodzanie jako pdf + zip z m plikami, urdf

Ocena sprawozdania

Po pierwszych trzech zajęciach, przynosicie połowę sprawozdania – model robota i kinematykę prostą. Służy to sprzężeniu zwrotnemu, żebyście finalną wersję oddali jak najlepszą.

Na koniec, ocena jest związana z wykonanymi zadaniami jak i jakością sprawozdania. Dobrze napisane sprawozdanie dostanie poniższe oceny przy wykonanych zadaniach:

Ocena 3 Kinematyka prosta w MyModelRobot i Robotics Toolbox. Robot wykonuje ten sam ruch w obu programach, co widać na screenach i wykresach. Może to być prosty ruch w jednym lub dwóch złączach

Ocena 3.5 Kinematyka odwrotna, robot kreśli w obu programach linię prostą

Ocena 4 Kinematyka odwrotna, prosty kształt ( kwadrat, trójkąt)

Ocena 4.5 Kinematyka odwrotna, zaawansowany kształt (3D lub krzywa parametryczna, taka jak Batman Curve)

5 Dodatkowo, kinematyka prędkości, jakie wartości złączowe ma robot przy kreśleniu określonego kształtu. Ew. inne zadanie po konsultacji z prowadzącym.

5+ Wykresy momentów dla uproszczonego modelu dynamiki robota (złącza jako cylindry, brak oporu statycznego w złączach, brak przekładni)

Sugeruję robić fragmenty sprawozdania po kolejnych zajęciach. Na oddanie sprawozdania jest tydzień od ostatnich zajęć, po tym czasie każdy dzień spóźnienia to 0.5 oceny w dół.

Feedback

Jeśli coś jest nie tak, są jakieś niezrozumiałe kwestie ew. chcesz coś skomentować, możesz to zrobić poprzez email igor.zubrycki@p.lodz.pl

lub poprzez anonimowy formularz na google drive

Przykładowe modele robotów powstałe na laboratorium

Kuka robot

Zagadnienie kinematyki odwrotnej

Zagadnienie kinematyki odwrotnej