Introduction to Robotics

Sookram Sobhan, Polytechnic Universityssobha01@photon.poly.edu

OutlineWhat is it?What can it do?HistoryKey componentsApplicationsFuture Robotics @ MPCRL

What is a Robot: IManipulator

What is a Robot: IIWheeled RobotLegged Robot

What is a Robot: IIIUnmanned Aerial VehicleAutonomous Underwater Vehicle

What Can Robots Do: IDecontaminating RobotCleaning the main circulating pump housing in the nuclear power plantJobs that are dangerous for humans

What Can Robots Do: II

Repetitive jobs that are boring, stressful, or labor-intensive for humansWelding Robot

What Can Robots Do: IIIThe SCRUBMATE RobotMenial tasks that human dont want to do

Robot DefinedKata 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 hambaDefinisi 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 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: Unimate1954: 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 tubesHistory of Robotics: I

PUMA 560 ManipulatorHistory of Robotics: II1978: 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 robotsBarrett Technology ManipulatorCognex In-Sight RobotHistory of Robotics: III

2003: NASAs Mars Exploration Rovers will launch toward Mars in search of answers about the history of water on Mars1995-sekarang: aplikasi Emerging dalam robotika kecil dan robot mobile mendorong pertumbuhan kedua start-up perusahaan dan penelitianHistory of Robotics: IV

Khas knowledgebase untuk desain dan pengoperasian sistem robotikaSistem Dinamis pemodelan dan analisiskontrol umpan balikSensor dan pengkondisian sinyalAktuator dan elektronika dayaHardware / komputer interfacingpemrograman komputerKnowledgebase for RoboticsDisciplines: mathematics, physics, biology, mechanical engineering, electrical engineering, computer engineering, and computer science

Key Components

BaseManipulator linkageControllerSensorsActuatorsUser interfacePower conversion unit

Robot Base: Fixed v/s MobileMobile 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 wedgeSlider-CrankCam and FollowerGear, rack, pinion, etc.Chain and sprocketLeverLinkage

Sensors: IIndra 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 EffectFlexiforce 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, dllSensors: 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 robotikSensors: III

Infrared Ranging SensorKOALA ROBOT 6 transduser ultrasonik sonar untuk mengeksplorasi lebar, daerah terbukaKendala deteksi melalui berbagai dari 15cm hingga 3m16 built-in sensor jarak inframerah (kisaran 5-20cm)Sensor inframerah bertindak sebagai "bumper virtual" dan memungkinkan untuk menegosiasikan ruang rapatSensors: IVExample

Tilt SensorPlanar Bipedal RobotTilt sensor: misalnya, untuk menyeimbangkan robotSensors: VExample

Actuators: IAktuator robot yang umum menggunakan kombinasi dari berbagai elektro-mekanis perangkatmotor sinkronstepper motorAC motor servoBrushless DC motor servoBrushed DC motor servohttp://www.ab.com/motion/servo/fseries.html

Hydraulic MotorStepper Motor

Pneumatic MotorServo MotorActuators: IIPneumatic CylinderDC Motor

ControllerMenyediakan kecerdasan yang diperlukan untuk mengendalikan manipulator / mobile robotMemproses informasi sensorik dan menghitung perintah kontrol untuk aktuator untuk melaksanakan tugas-tugas tertentu

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

Komputasi mesin yang menghitung perintah kontrolBASIC Stamp 2 ModuleRoboBoard Robotics ControllerController Hardware: II

Analog to Digital ConverterOperational AmplifiersAntarmuka unit: Hardware untuk kontroler antarmuka digital dengan dunia luar (sensor dan aktuator)Controller Hardware: IIILM358LM358LM1458 dual operational amplifier

pertanianmobilkonstruksihiburanKesehatan: rumah sakit, perawatan pasien, pembedahan, penelitian, dllLaboratorium: ilmu pengetahuan, teknik, dllPenegakan hukum: pengawasan, patroli, dllpabrikMiliter: penjinakan ranjau, pengawasan, serangan, dllPertambangan, penggalian, dan eksplorasiTransportasi: udara, darat, kereta api, ruang, dllUtilitas: gas, air, dan listrikgudangIndustries Using Robots

What Can Robots Do?Industrial RobotsMaterial Handling ManipulatorAssembly ManipulatorSpot Welding Manipulatormaterial handlingMaterial transferMesin loading dan / atau bongkarSpot lasKontinyu las busurspray coatingmajelispemeriksaan

Robots in SpaceNASA Space Station

Robots in Hazardous EnvironmentsTROV in Antarctica operating under waterHAZBOT beroperasi di atmosfer yang mengandung gas mudah terbakar

Medical RobotsRobotic asisten untuk operasi mikro?

Robots at HomeSony AidoSony SDR-3X Entertainment Robot

Future of Robots: ICogKismetArtificial Intelligence

Future of Robots: IIGarbage Collection CartRobot Work CrewsAutonomy

Future of Robots: IIIHONDA Humanoid RobotHumanoids

Robotics @ MPCRLISmart Irrigation SystemRemote Robot Arm ManipulationRemote Emergency Notification SystemSmart Cane

Local Navigation SystemSafe N Sound DriverRoboDryType-XRobotics @ MPCRLII

Audio Enabled HexapodMetal Mine Surveyor RoboVacRobotics @ MPCRLIII

To Explore FurtherVisit: http://mechatronics.poly.edu