Macademia'nın robotik ve mühendislik programı · ücretsiz seviye tespiti ve kişisel öğrenme yolu

Büyükler için · ders · 16+

Robot Kolu Mühendisliği

Sanal bir 6 eksenli robot kolunu tarayıcıda 3B sahnede sür: ileri ve ters kinematik, eklem uzayı ve kartezyen hareket, tutucu ve al-bırak, çarpışmasız yörünge planlama ve basit hücre güvenliği. Kolu programlamak için platformun kendi küçük dili ArmScript'i öğrenirsin; program tarayıcıda, yalıtılmış bir yorumlayıcıda koşar, sunucuda hiçbir kod çalışmaz.

Büyükler için · 16 yaş ve üstü, lise son sınıf, üniversite ve meslekten öğrenenler. Ön koşul: ESOF 323 robotik dersinin 7. haftası (iki eklemli kolun ileri ve ters kinematiği) ve temel bir programlama dili. Vektör ve matris çarpımını bilmek yardımcıdır; derste dönüş matrisleri sıfırdan anlatılır.

Ünite
10
Simülasyon
8
Saat
40

1. üniteyle başlaTüm simülasyonlar

Öğretim modeli: sanal kol bu dersin kendi modelidir. Uzuv ölçüleri, eklem sınırları, hız ve ivme değerleri ve güvenlik eşikleri bu sayfadaki kodda tanımlı ders sabitleridir; hiçbir robot üreticisinin ürünü, dili ya da eğitim içeriği değildir ve ders resmî bir üretici eğitimi değildir. Gerçek bir hücrede ölçüler üreticinin belgelerinden, güvenlik değerleri risk değerlendirmesinden gelir.

Kazanımlar

  • Altı eksenli bir kolun eksenlerini, uzuv uzunluklarını ve çalışma alanını okumak
  • Dönüş matrisleriyle ileri kinematiği hesaplayıp TCP konumunu bulmak
  • Küresel bilekli bir kol için ters kinematiği kapalı biçimde çözmek, çoklu çözümü ve tekilliği yorumlamak
  • Eklem uzayı (PTP) ve kartezyen (LIN) hareketin farkını sayılarla göstermek
  • Tutucu kuralını ve bir al-bırak sırasını tasarlamak
  • ArmScript ile değişken, döngü, yordam ve sensör kullanan robot programı yazmak
  • Engelli bir hücrede çarpışma denetimi yapıp RRT ile çarpışmasız yol planlamak
  • Yasak bölge, hız sınırı, insan yakınlığı ve acil durdurma ile basit bir hücre güvenliği kurmak

Ön koşul: ESOF 323 içeriği

Robotik dersinde zaten anlatılan iki eklemli kol kinematiği burada yeniden yazılmadı; bu ders onun üstüne kurulur ve aynı simülasyonu 2. ve 3. ünitede yeniden kullanır.

Üniteler

ÜniteKonuSaatSimülasyon
1Robot kolu hücresi: eksenler, uzuvlar ve çalışma alanı
Altı eksen neden gerekir, bu dersin sanal kolu neyden yapılı, TCP nedir ve kol nereye erişebilir.
4Çalışma alanı: kol nereye erişir
2İleri kinematik: eklem açılarından TCP'ye
Dönüş matrisleri zinciri: altı eklem açısını bilerek tutucunun konumunu ve yönelimini hesapla; bir iki eklemli kolu altı eksene taşı.
4İleri kinematik: eklem kaydırıcıları, TCP okuması, ESOF 323 iki eklemli kol
3Ters kinematik: hedeften eklem açılarına
Küresel bilekli kolda kapalı biçimli çözüm: bilek merkezi, omuz-dirsek düzlemi, bilek açıları, sekiz çözüm ve tekillikler.
4Ters kinematik: hedefi sürükle, çözümleri gez, ESOF 323 iki eklemli kol
4Eklem uzayı ve kartezyen hareket: PTP ve LIN
İki nokta arasında iki yol: eklemleri eşzamanlı döndürmek (PTP) ya da TCP'yi doğru çizgide götürmek (LIN). Yamuk hız profili, süre ve başarısızlık hâlleri.
4PTP ve LIN: iki yol, iki iz
5Tutucu ve al-bırak
Tutucunun modeli, tutma kuralı (mesafe, açıklık, eğim), parçayı taşıma ve bırakma, al-bırak sırasının iskeleti.
4Tutucu ve al-bırak: parça boyutu ve tutma kuralı
6ArmScript I: kolu programlamanın temelleri
Platformun kendi küçük robot dili: değişken, hedef (joints, pose), hareket komutları, döngü ve koşul. Çalıştır, 3B sahnede izle, hatayı satır numarasından oku.
4ArmScript: yaz, çalıştır, 3B sahnede izle
7ArmScript II: yordam, sensör, hata ayıklama ve yalıtım
Yordamlarla yeniden kullanım, parçaları sayan ve konumunu okuyan sensör işlevleri, print ile hata ayıklama ve programın neden tarayıcıda, sınırlı çalıştığı.
4ArmScript: yaz, çalıştır, 3B sahnede izle
8Çarpışmasız yörünge: çarpışma denetimi ve RRT ile planlama
Kolu ve engelleri basit geometriyle modelle, bir duruşun çarpışıp çarpışmadığını sına ve eklem uzayında RRT-Connect ile engelin etrafından yol bul.
4Çarpışmasız yol planlama: duvar, RRT-Connect, tohum
9Basit hücre güvenliği: bölgeler, hız sınırı, insan yakınlığı, acil durdurma
Yazılımda güvenlik katmanları: yasak bölge, elle kipinde hız tavanı, insana yaklaşınca yavaşla ve dur, mandallı acil durdurma. Ve yazılımın neden tek başına yetmediği.
4Hücre güvenliği: insan yakınlığı, bölge, acil durdurma
10Bitirme hazırlığı: paletleme hücresi
Bütün parçaları birleştir: ArmScript ile engelli bir hücrede parçaları alıp bir palet düzenine yerleştiren, ölçülen ve test edilen bir program.
4ArmScript: yaz, çalıştır, 3B sahnede izle

Bitirme projesi

Paletleme hücresi: üç parçayı al, duvarın üstünden taşı ve bir düzene yerleştir; çarpışmasız, ölçülen ve test edilen bir ArmScript programıyla.

Proje ve teslimler

Araçlar (hepsi tarayıcıda)

  • Bu sayfada 3B sanal kol hücresi; kurulum, kamera ve sunucu yok
  • ArmScript: platformun kendi dili, sekmende yalıtılmış bir yorumlayıcıyla çalışır
  • Yalnızca standart kütüphane isteyen Python kod blokları

İlgili

Esc
  • PanelAna sayfaSayfa
  • ModüllerTüm modüllerSayfa
  • ParçalarParça ansiklopedisiSayfa
  • Mühendislik yoluBüyükler için robotik: 128 parça, 7 seviyeSayfa
  • Robotik dersi (ESOF 323)Üniversite robotik dersi, 14 haftaSayfa
  • Drone dersiBüyükler için: parça, simülasyon, yazılım; 10 üniteSayfa
  • Blok atölyesiSerbest blok programlamaAraç
  • Devre laboratuvarıSanal Arduino ve devreAraç
  • Robot arenasıSanal robot sürüşüAraç
  • OyunlarBloklarla 8 öğretici oyunAraç
  • Mikro Kart atölyesiSanal LED kartı bloklarla programlaAraç
  • Robot atölyesiMikro Kart'ı robota tak, bloklarla görev yapAraç