introduction to robotics sookram sobhan, polytechnic university [email protected]
DESCRIPTION
Introduction to Robotics Sookram Sobhan, Polytechnic University [email protected]. Outline. What is it? What can it do? History Key components Applications Future Robotics @ MPCRL. What is a Robot: I. Manipulator. What is a Robot: II. Legged Robot. Wheeled Robot. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Introduction to Robotics
Sookram Sobhan, Polytechnic [email protected]
Outline
• What is it?• What can it do?• History• Key components• Applications• Future • Robotics @ MPCRL
What is a Robot: I
Manipulator
What is a Robot: II
Wheeled RobotLegged Robot
What is a Robot: III
Unmanned Aerial VehicleAutonomous Underwater Vehicle
What Can Robots Do: I
Decontaminating Robot
Cleaning the main circulating pump housing in the nuclear power plant
Jobs that are dangerous for humans
What Can Robots Do: II
Repetitive jobs that are boring, stressful, or labor-intensive for humans
Welding Robot
What Can Robots Do: III
The SCRUBMATE Robot
Menial tasks that human don’t want to do
Robot Defined
• Kata robot diciptakan oleh seorang novelis Ceko Karel Capek dalam sebuah drama berjudul 1920 Rossum Universal Robots ini (RUR)
• Robota di Ceko adalah kata untuk pekerja atau hamba
Definisi robot:
Setiap mesin yang dibuat oleh salah satu anggota kami: Robot Institute of America.
Robot adalah manipulator, reprogrammable multifungsi yang dirancang untuk memindahkan material, suku cadang, alat-alat atau perangkat khusus melalui gerakan yang diprogram untuk variabel kinerja berbagai tugas: Robot Institute of America, 1979
Karel Capek
Laws of RoboticsAsimov mengusulkan tiga "Hukum Robot"
•Hukum 1: Robot tidak bisa melukai manusia atau melalui kelambanan, memungkinkan manusia untuk datang untuk menyakiti
•Hukum 2: Robot harus mematuhi perintah yang diberikan kepadanya oleh manusia, kecuali perintah tersebut akan bertentangan dengan aturan hukum yang lebih tinggi
•Hukum 3: Robot harus melindungi keberadaannya sendiri selama perlindungan tersebut tidak bertentangan dengan aturan hukum yang lebih tinggi
• Robot industri pertama: Unimate
• 1954: Robot diprogram pertama dirancang oleh George Devol, yang koin Otomasi Universal panjang. Dia kemudian lebih pendek ini untuk Unimation, yang menjadi nama perusahaan robot pertama (1962).
UNIMATE originally automated the manufacture of TV picture tubes
History of Robotics: I
PUMA 560 Manipulator
History of Robotics: II
1978: The Puma (Universal Machine Programmable untuk Majelis) robot yang dikembangkan oleh Unimation dengan dukungan desain General Motors
1980: Industri robot memasuki fase pertumbuhan yang cepat. Banyak institusi memperkenalkan program dan kursus di robotika. Kursus Robotika tersebar di teknik mesin, teknik elektro, dan departemen ilmu komputer.
Adept's SCARA robots Barrett Technology ManipulatorCognex In-Sight Robot
History of Robotics: III
2003: NASA’s Mars Exploration Rovers will launch toward Mars in search of answers about the history of water on Mars
1995-sekarang: aplikasi Emerging dalam robotika kecil dan robot mobile mendorong pertumbuhan kedua start-up perusahaan dan penelitian
History of Robotics: IV
•Khas knowledgebase untuk desain dan pengoperasian sistem robotika
Sistem Dinamis pemodelan dan analisis
kontrol umpan balik
Sensor dan pengkondisian sinyal
Aktuator dan elektronika daya
Hardware / komputer interfacing
pemrograman komputer
Knowledgebase for Robotics
Disciplines: mathematics, physics, biology, mechanical engineering, electrical engineering, computer engineering, and computer science
Key Components
Base
Manipulator linkage
Controller
Sensors Actuators
User interface
Power conversion unit
Robot Base: Fixed v/s Mobile
Mobile bases are typically platforms with wheels or tracks attached. Instead of wheels or tracks, some robots employ legs in order to move about.
Robotic manipulators used in manufacturing are examples of fixed robots. They can not move their base away from the work being done.
Robot Mechanism: Mechanical Elements
Inclined plane wedge
Slider-Crank
Cam and Follower
Gear, rack, pinion, etc.
Chain and sprocket
Lever
Linkage
Sensors: I•Indra manusia: penglihatan, suara, sentuhan, rasa, dan bau memberikan kami informasi penting berfungsi dan bertahan
•Robot sensor: mengukur robot konfigurasi / kondisi dan lingkungannya dan mengirim informasi tersebut ke controller robot sebagai sinyal elektronik (misalnya, posisi lengan, keberadaan gas beracun)
•Robot sering memerlukan informasi yang berada di luar 5 indera manusia (misalnya, kemampuan untuk: melihat dalam gelap, mendeteksi sejumlah kecil terlihat, gerakan radiasi ukuran yang terlalu kecil atau cepat untuk mata manusia untuk melihat)
AccelerometerUsing Piezoelectric Effect
Flexiforce Sensor
In-Sight Vision SensorsBagian-Picking: Robot dapat menangani benda kerja yang acak ditumpuk dengan menggunakan 3-D sensor visi. Karena alignment operasi, feeder bagian-bagian khusus, dan pallete keselarasan tidak diperlukan, sistem otomatis dapat dibangun dengan biaya rendah.
Visi Sensor: misalnya, untuk memilih sampah, melakukan pemeriksaan, dll
Sensors: II
Bagian pas dan penyisipan: Robot dapat melakukan pas tepat dan penyisipan bagian mesin dengan menggunakan sensor gaya. Sebuah robot dapat memasukkan bagian-bagian yang memiliki fase setelah pencocokan fase mereka di samping untuk hanya memasukkan mereka. Hal ini dapat mengotomatisasi tinggi keterampilan pekerjaan.
Angkatan Sensor: misalnya, bagian pas dan penyisipan, umpan balik kekuatan dalam bedah robotik
Sensors: III
Infrared Ranging Sensor
KOALA ROBOT
•6 transduser ultrasonik sonar untuk mengeksplorasi lebar, daerah terbuka•Kendala deteksi melalui berbagai dari 15cm hingga 3m•16 built-in sensor jarak inframerah (kisaran 5-20cm)•Sensor inframerah bertindak sebagai "bumper virtual" dan memungkinkan untuk menegosiasikan ruang rapat
Sensors: IV
Example
Tilt Sensor
Planar Bipedal Robot
Tilt sensor: misalnya, untuk menyeimbangkan robot
Sensors: V
Example
Actuators: I
• Aktuator robot yang umum menggunakan kombinasi dari berbagai elektro-mekanis perangkat– motor sinkron
– stepper motor
– AC motor servo
– Brushless DC motor servo
– Brushed DC motor servo
http://www.ab.com/motion/servo/fseries.html
Hydraulic Motor Stepper Motor
Pneumatic Motor Servo Motor
Actuators: II
Pneumatic Cylinder
DC Motor
Controller
Menyediakan kecerdasan yang diperlukan untuk mengendalikan manipulator / mobile robot
Memproses informasi sensorik dan menghitung perintah kontrol untuk aktuator untuk melaksanakan tugas-tugas tertentu
Controller Hardware: I
Perangkat penyimpanan: misalnya, memori untuk menyimpan program kontrol dan keadaan sistem robot yang diperoleh dari sensor
Komputasi mesin yang menghitung perintah kontrol
BASIC Stamp 2 ModuleRoboBoard Robotics Controller
Controller Hardware: II
Analog to Digital Converter Operational Amplifiers
Antarmuka unit: Hardware untuk kontroler antarmuka digital dengan dunia luar (sensor dan aktuator)
Controller Hardware: III
LM358 LM358
LM1458 dual operational amplifier
•pertanian•mobil•konstruksi•hiburan•Kesehatan: rumah sakit, perawatan pasien, pembedahan, penelitian, dll•Laboratorium: ilmu pengetahuan, teknik, dll•Penegakan hukum: pengawasan, patroli, dll•pabrik•Militer: penjinakan ranjau, pengawasan, serangan, dll•Pertambangan, penggalian, dan eksplorasi•Transportasi: udara, darat, kereta api, ruang, dll•Utilitas: gas, air, dan listrik•gudang
Industries Using Robots
What Can Robots Do?
Industrial Robots
Material Handling Manipulator
Assembly Manipulator
Spot Welding Manipulator
•material handling
•Material transfer
•Mesin loading dan / atau bongkar
•Spot las
•Kontinyu las busur
•spray coating
•majelis
•pemeriksaan
Robots in Space
NASA Space Station
Robots in Hazardous Environments
TROV in Antarctica operating under water
HAZBOT beroperasi di atmosfer yang mengandung gas mudah terbakar
Medical Robots
Robotic asisten untuk operasi mikro?
Robots at Home
Sony AidoSony SDR-3X Entertainment Robot
Future of Robots: I
Cog Kismet
Artificial Intelligence
Future of Robots: II
Garbage Collection CartRobot Work Crews
Autonomy
Future of Robots: III
HONDA Humanoid Robot
Humanoids
Robotics @ MPCRL—I
Smart Irrigation SystemRemote Robot Arm Manipulation
Remote Emergency Notification System
Smart Cane
Local Navigation System Safe N Sound Driver
RoboDry
Type-X
Robotics @ MPCRL—II
Audio Enabled Hexapod
Four Legged HexapodMetal Mine Surveyor
RoboVac
Robotics @ MPCRL—III
To Explore Further
Visit: http://mechatronics.poly.edu