Introduction to Robotics Sookram Sobhan Polytechnic University ssobha

Introduction to Robotics Sookram Sobhan, Polytechnic University ssobha 01@photon. poly. edu

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

What is a Robot: III Autonomous Underwater Vehicle Unmanned Aerial Vehicle

What Can Robots Do: I Jobs that are dangerous for humans Decontaminating Robot Cleaning the main circulating pump housing in the nuclear power plant

What Can Robots Do: II Repetitive jobs that are boring, stressful, or laborintensive for humans Welding Robot

What Can Robots Do: III Menial tasks that human don’t want to do The SCRUBMATE Robot

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 Karel Capek l. 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

Laws of Robotics Asimov 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

History of Robotics: I • 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: II 1978: The Puma (Universal Machine Programmable untuk Majelis) robot yang dikembangkan oleh Unimation dengan dukungan desain General Motors PUMA 560 Manipulator

History of Robotics: III 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 Cognex In-Sight Robot Barrett Technology Manipulator

History of Robotics: IV 1995 -sekarang: aplikasi Emerging dalam robotika kecil dan robot mobile mendorong pertumbuhan kedua start-up perusahaan dan penelitian 2003: NASA’s Mars Exploration Rovers will launch toward Mars in search of answers about the history of water on Mars

Knowledgebase for Robotics • Khas knowledgebase untuk desain dan pengoperasian sistem robotika üSistem Dinamis pemodelan dan analisis ükontrol umpan balik üSensor dan pengkondisian sinyal üAktuator dan elektronika daya üHardware / komputer interfacing üpemrograman komputer Disciplines: mathematics, physics, biology, mechanical engineering, electrical engineering, computer engineering, and computer science

Key Components Power conversion unit Sensors Actuators Controller User interface Manipulator linkage Base

Robot Base: Fixed v/s Mobile Robotic manipulators used in manufacturing are examples of fixed robots. They can not move their base away from the work being done. Mobile bases are typically platforms with wheels or tracks attached. Instead of wheels or tracks, some robots employ legs in order to move about.

Robot Mechanism: Mechanical Elements Gear, rack, pinion, etc. Inclined plane wedge Cam and Follower Chain and sprocket Lever Slider-Crank 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) Accelerometer Using Piezoelectric Effect • 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) Flexiforce Sensor

Sensors: II Visi Sensor: misalnya, untuk memilih sampah, melakukan pemeriksaan, dll Bagian-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. In-Sight Vision Sensors

Sensors: III Angkatan Sensor: misalnya, bagian pas dan penyisipan, umpan balik kekuatan dalam bedah robotik Bagian pas dan penyisipan: Robot dapat melakukan pas tepat dan penyisipan bagian mesin dengan menggunakan sensor gaya. Sebuah robot dapat memasukkan bagian yang memiliki fase setelah pencocokan fase mereka di samping untuk hanya memasukkan mereka. Hal ini dapat mengotomatisasi tinggi keterampilan pekerjaan.

Sensors: IV Infrared Ranging Sensor Example KOALA ROBOT • 6 transduser ultrasonik sonar untuk mengeksplorasi lebar, daerah terbuka • Kendala deteksi melalui berbagai dari 15 cm hingga 3 m • 16 built-in sensor jarak inframerah (kisaran 5 -20 cm) • Sensor inframerah bertindak sebagai "bumper virtual" dan memungkinkan untuk menegosiasikan ruang rapat

Sensors: V Tilt sensor: misalnya, untuk menyeimbangkan robot Example Tilt Sensor Planar Bipedal Robot

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

Actuators: II Pneumatic Cylinder Hydraulic Motor Pneumatic Motor Stepper Motor DC Motor Servo Motor

Controller Menyediakan kecerdasan yang diperlukan untuk mengendalikan manipulator / mobile robot l Memproses informasi sensorik dan menghitung perintah kontrol untuk aktuator untuk melaksanakan tugas-tugas tertentu l

Controller Hardware: I Perangkat penyimpanan: misalnya, memori untuk menyimpan program kontrol dan keadaan sistem robot yang diperoleh dari sensor

Controller Hardware: II Komputasi mesin yang menghitung perintah kontrol Robo. Board Robotics Controller BASIC Stamp 2 Module

Controller Hardware: III Antarmuka unit: Hardware untuk kontroler antarmuka digital dengan dunia luar (sensor dan aktuator) Operational Amplifiers Analog to Digital Converter LM 358 LM 1458 dual operational amplifier

Industries Using Robots • 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

What Can Robots Do? Industrial Robots • material handling • Material transfer • Mesin loading dan / atau bongkar • Spot las • Kontinyu las busur • spray coating • majelis • pemeriksaan Material Handling Manipulator Assembly Manipulator Spot Welding Manipulator